魏樹強(qiáng)，吳美芳，張 斌，江 濤

（江西省景德鎮(zhèn)市水文局，江西 景德鎮(zhèn)333000）

中小河流洪水災(zāi)害是當(dāng)前我國嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。 與大江大河相比，中小河流具有分布廣、降水及下墊面空間導(dǎo)致性強(qiáng)、產(chǎn)匯流時(shí)間短、突發(fā)性強(qiáng)、水文資料欠缺等特點(diǎn)［1］，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般年份中小河流洪澇災(zāi)害損失約占我國洪澇災(zāi)害的70%， 近年來造成的傷亡人數(shù)約占80%。 因此中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)是亟需解決的關(guān)鍵問題［2］。

景德鎮(zhèn)市水文局自2013年開始實(shí)施中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，截止2016年底，已完成10個(gè)水文站、5個(gè)水位站的建設(shè)并投入使用中。 此中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的完成，填補(bǔ)了景德鎮(zhèn)中小河流水文信息在防汛決策中的空白，大大提高了中小河流的水文預(yù)報(bào)預(yù)警能力。 但新建水文站中小河流地區(qū)，由于缺少實(shí)測流量資料，無法建立預(yù)報(bào)方案，水文預(yù)警預(yù)報(bào)工作處于被動(dòng)局面。 為此，筆者從雨量資料推求洪水角度出發(fā)，利用面降雨量與水位漲幅的相關(guān)關(guān)系，結(jié)合外業(yè)調(diào)查成果，構(gòu)建中小河流洪水預(yù)報(bào)速查表，供缺乏水文資料的中小河流防洪減災(zāi)決策參考。

1 研究區(qū)域概況

1.1 北河流域

北河是昌江二級支流。 發(fā)源于安徽省石臺(tái)、東至、祁門3縣交界處的仙寓嶺，流域面積244km2，主河道長度60.9km，主河道縱比降0.348%，自北向南，經(jīng)大觀橋、曹家納石壁下水和嚴(yán)臺(tái)水，過浮梁縣江村流經(jīng)石溪、沽演，于沽潭匯入小北港，最終匯入昌江。江村鄉(xiāng)以上河段為山地丘陵，洪水暴漲暴落，匯流歷時(shí)短，尤其汛期的強(qiáng)降雨往往造成突發(fā)性洪水災(zāi)害，并伴有泥石流、滑坡等山地災(zāi)害，危害性較大。

1.2 北河江村水文站

江村水文站2017年正式使用。 集水面積244km2（其中安徽省面積151km2），主河道長度60.9km，主河道縱比降0.348%，流域平均高程303m，流域多年平均降水量1713.0mm，降水主要集中在4～9月。 河道順直長約1km， 低 水 河 寬 約40m。 測驗(yàn)方式以巡測為主， 斷面上游14km為安徽省祁門縣閃里鎮(zhèn)，斷面上游7km 設(shè)有嚴(yán)臺(tái)水位站。 斷面設(shè)有箬坑、閃里、嚴(yán)臺(tái)、江村4個(gè)雨量站，如圖1。

圖1 雨量站分布圖

2 外業(yè)調(diào)查確定成災(zāi)水位

開展中小河流水文站的預(yù)警預(yù)報(bào)工作， 首先要了解該河流內(nèi)自然地理特性、歷史洪水情況、水工程設(shè)施情況、水情站網(wǎng)建設(shè)等，并通過外業(yè)調(diào)查，確定該河段的成災(zāi)水位。

當(dāng)前，部分中小河流防洪標(biāo)準(zhǔn)為3～5年，大多數(shù)中小河流不設(shè)防。 在外業(yè)調(diào)查中， 堅(jiān)持以人為本原則，以洪水淹入居民房屋、重要鄉(xiāng)村公路、橋梁的水位作為成災(zāi)水位的依據(jù)。

江村水文站所處位置為浮梁縣江村鄉(xiāng)政府所在地，本次外業(yè)調(diào)查范圍自上游誥峰村至下游中洲村，如圖2，距離8km。 收集1980，1998，2017年3年較大洪水。 確定受河道洪水影響明顯的村落為：誥峰村、江村、中洲村；其中楊家莊、李家地勢較高，現(xiàn)場訪問確認(rèn)至今未受洪水影響。 以中小河流水文站江村站為中心，與上下游重要村莊、道路建立相應(yīng)關(guān)系，確定成災(zāi)水位為71.00m，如圖3。

圖2 北河江村河段行政村及洪水調(diào)查分布

圖3 江村水文站與上下游對應(yīng)關(guān)系

3 預(yù)警預(yù)報(bào)方法

江村水文站2017年正式投入使用， 缺少流量測驗(yàn)資料， 采用中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)， 預(yù)報(bào)結(jié)果均是流量，無法換算成水位結(jié)果。 目前江村水文站有3年的降雨、水位資料，而對于中小河流洪水，預(yù)報(bào)洪峰水位比較關(guān)鍵。因此，考慮造峰雨量與洪峰水位漲幅的關(guān)系，建立降雨與水位漲幅的相關(guān)關(guān)系。

3.1 資料收集

選取流域內(nèi)4個(gè)有代表性的雨量站，使用泰森多邊形法計(jì)算面雨量，雨量站控制權(quán)重系數(shù)如表1。 洪水選用2019年4場洪水為代表，如表2。分別收集次洪造峰雨量、降雨歷時(shí)、起漲水位、水位漲幅。 4場洪水的面雨量-水位關(guān)系如圖4。

表1 雨量站控制權(quán)重系數(shù)

表2 江村水文站2019年場次洪水統(tǒng)計(jì)

圖4 4場次洪水面雨量-水位示意圖

3.2 建立回歸模型

以各場次洪水的水位漲幅與相應(yīng)的造峰雨量為參數(shù)建立一元回歸方程：△Z=0.019P+0.355。 采用回歸模型對2019年4場洪水進(jìn)行評定，4場洪峰水位誤差在0.1～0.3m范圍波動(dòng)，基本滿足中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)要求。

3.3 建立雨量水位速查表

通過回歸模型，統(tǒng)計(jì)不同起漲水位、造峰雨量情況下可達(dá)到的洪峰水位，建立雨量水位速查表，如表3，以快速、便捷開展中小河流預(yù)警工作。

表3 洪峰水位速查 單位：m

4 應(yīng)用實(shí)例

結(jié)合外業(yè)調(diào)查成果及江村水文站雨量水位速查表，在2020年中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)中發(fā)揮了重要作用。

2020年7月6日傍晚，北河流域上游突然降暴雨，主峰雨時(shí)段20：00至次日10：00， 江村水文站雨量達(dá)135mm，江村以上流域面平均雨量為159mm，江村水文站水位迅速上漲，7日0：00起漲水位67.37m， 累計(jì)降雨量43mm， 第一次查線預(yù)報(bào)洪水位7日3：00為68.50m，發(fā)布第一次中小河流預(yù)警，預(yù)警對象為江村鄉(xiāng)中洲村低洼地區(qū)；7日3：00， 累計(jì)降雨量88.2mm，第二次查線預(yù)報(bào)洪水位7日7：00為69.40m，至7日10：00，累計(jì)降雨量159.1mm，第三次查線預(yù)報(bào)洪水位7日13：00為71.00m。 此次過程發(fā)布預(yù)報(bào)三站次，與實(shí)測值絕對誤差分別為0.03，0.30，0.30m， 提前3～4h發(fā)布中小河流預(yù)警，為當(dāng)?shù)厝罕娹D(zhuǎn)移提供了寶貴時(shí)間。

5 結(jié)語

本文通過對北河江村水文站洪水的面降雨量、洪峰水位等水文要素分析，建立了降雨與水位的預(yù)報(bào)模型，該方法參數(shù)少，統(tǒng)計(jì)簡單，在資料較少，且無流量資料的情況下對中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)具有一定實(shí)用價(jià)值。結(jié)合中小河流的外業(yè)調(diào)查成果，及時(shí)發(fā)布中小河流預(yù)警，為當(dāng)?shù)胤姥床块T提供了便捷、快速的技術(shù)支撐。