繆文學(xué) 呂亞斌

摘要：為掌握甘肅西漢水支流平洛河流域洪水漲落規(guī)律，積累資料，計(jì)算重現(xiàn)期，分析流域內(nèi)降水與洪水的相關(guān)性，對(duì)該流域的暴雨洪水特點(diǎn)及造成的影響進(jìn)行了分析，并依據(jù)外業(yè)測(cè)量、調(diào)查資料進(jìn)行了計(jì)算和整理。利用GIS軟件、全站儀、比降-面積法、五點(diǎn)概化法、推理公式法，對(duì)各支流暴雨頻率、洪水演進(jìn)、洪峰流量、洪水總量進(jìn)行了計(jì)算，并分析了成因。此次洪水調(diào)查成果可為平洛河流域生產(chǎn)和防汛調(diào)度工作提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：暴雨洪水;洪水調(diào)查;洪峰流量;平洛河流域;甘肅省

中圖法分類號(hào)：TV122.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.08.001

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）08 - 0008 - 04

2020年8月11～12日，甘肅西漢水流域內(nèi)普降暴雨，降雨過(guò)程歷時(shí)長(zhǎng)、強(qiáng)度大，相對(duì)集中，多條河流發(fā)生大洪水、滑坡、潰堤，造成道路塌陷、淹沒(méi)農(nóng)田等損失。對(duì)在此次全流域大洪水中各受災(zāi)縣的受災(zāi)范圍、受災(zāi)程度等進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)，為防洪減災(zāi)積累了資料，并組織了平洛河流域暴雨洪水調(diào)查。

1 調(diào)查區(qū)域概況

平洛河[1]流域處于西秦嶺南側(cè)隴南山中，屬西漢水一級(jí)支流，嘉陵江二級(jí)支流。發(fā)源于武都區(qū)米倉(cāng)山，河流全長(zhǎng)68.2 km，集水面積89 km2，干流海拔894～2 339 m，平均比降164‰。流域呈圓形，自西向東流經(jīng)甘泉、佛兒崖、望子關(guān)、平洛、豆坪，于周家壩以下1.3 km處的毛壩村匯入西漢水[2]。流域內(nèi)地勢(shì)西北高，東南低，起伏較大[3-4]。亂石山、白草山、黃龍山、明月山、太石山與宋家山、李家山、南山、梁山[1]等分別排列于平洛河周家壩鎮(zhèn)段南北兩岸，多為土質(zhì)山區(qū)，覆蓋草皮灌木，植被較好。最高處的明月山海拔高程2 181 m，最低處藥鋪溝海拔985.2 m。多年平均流量5.98 m3/s，最枯流量0.5 m3/s，多年平均徑流量1.89億m3，徑流年際相對(duì)穩(wěn)定[1]。

2 暴雨調(diào)查及計(jì)算分析

2.1 暴雨調(diào)查

在暴雨調(diào)查過(guò)程中，收集整理了水文、氣象[5]、水務(wù)等部門共18個(gè)雨量站的降水資料。其中，氣象局的降水為日雨量，水文部門的降水為四段制自記雨量，水務(wù)部門的降水為整小時(shí)自記雨量。這些雨量資料均為翻斗式雨量計(jì)自記觀測(cè)資料，準(zhǔn)確可靠。平洛河流域2020年8月11～12日相關(guān)雨量站累積降水量見(jiàn)表1。

2.2 暴雨分析計(jì)算

利用GIS軟件繪制了該流域內(nèi)的降水量等值線，對(duì)暴雨中心面積進(jìn)行切割，計(jì)算降水時(shí)-面-深關(guān)系（表2）。從表2可以看出，在此次降水過(guò)程中，全流域被75～100 mm的等值線籠罩，降水量自南向北遞減。用面積加權(quán)法計(jì)算了各等值線在該流域內(nèi)籠罩的面積點(diǎn)面系數(shù)。

選取平洛河流域內(nèi)甘泉、老蒿船、長(zhǎng)壩、望子關(guān)、花兒壩、平洛等6座雨量站的6 h雨量資料系列，計(jì)算6 h最大雨量頻率，和2020年8月11～12日降水過(guò)程中的最大6 h雨量比較，確定甘泉、望子關(guān)、花兒壩雨量重現(xiàn)期為5 a，老蒿船、長(zhǎng)壩、平洛站雨量重現(xiàn)期為10 a。因8月11～12日降水量最大值集中在這一時(shí)段，故選取6 h雨量值分析計(jì)算是比較合理的。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

3洪水調(diào)查及分析計(jì)算

3.1斷面情況及數(shù)據(jù)采集

平洛河流域洪水調(diào)查共設(shè)12個(gè)斷面，分別是平洛河干流的甘泉、望關(guān)、平洛、周家壩河段，調(diào)查的支流有王家溝、熊池河、長(zhǎng)壩河、吊子峪、中寨河、豆坪河6個(gè)河段（其中包括豆坪河上游的李壩河、鹽池河2個(gè)調(diào)查河段）。調(diào)查河段均選擇在順直河段，能有效控制洪水。利用全站儀對(duì)各河流的縱斷面、橫斷面及水邊測(cè)量，測(cè)量橫斷面時(shí)，邀請(qǐng)斷面附近村民指認(rèn)，還原到洪水發(fā)生之前原斷面。洪痕清晰的由調(diào)查人員自認(rèn)，存疑處邀請(qǐng)當(dāng)?shù)赜H歷者確認(rèn)?；诤樗疀_淤和當(dāng)?shù)刂槿说闹刚J(rèn)，依據(jù)沖刷深度進(jìn)行還原，按照原有的河床斷面進(jìn)行計(jì)算。

3.2 調(diào)查及測(cè)量?jī)?nèi)容

通過(guò)走訪指認(rèn)的辦法，確定調(diào)查河段洪水痕跡和斷面沖淤變化情況;按照河床組成、床面特性、平面形態(tài)、岸壁特性等河段情況[6]，現(xiàn)場(chǎng)確定河段糙率[7]。通過(guò)訪問(wèn)情況，確定洪水起漲、峰現(xiàn)和消退過(guò)程以及歷史洪水發(fā)生情況。調(diào)查組對(duì)調(diào)查河段的河床情況及訪問(wèn)情況拍照記錄。采用全站儀測(cè)量了調(diào)查河段洪痕高程、測(cè)時(shí)水面高程以及橫斷面。由于本次洪水調(diào)查及時(shí)，各調(diào)查河段洪水痕跡清晰可見(jiàn)，測(cè)取的洪痕高程準(zhǔn)確可靠，數(shù)量滿足確定洪水水面比降的要求。

3.3 洪峰流量計(jì)算

將調(diào)查河段外業(yè)測(cè)量成果整理成橫斷面測(cè)量成果表及縱斷面測(cè)量成果表。根據(jù)測(cè)量成果表，點(diǎn)繪橫斷面圖及縱斷面圖和洪水痕跡圖，并根據(jù)調(diào)查訪問(wèn)的河道沖淤變化情況，對(duì)斷面進(jìn)行還原;參考測(cè)時(shí)水面線，分析確定洪水水面比降;再根據(jù)洪水水面線及橫斷面的位置，確定斷面洪水位;根據(jù)洪水位及橫斷面成果表計(jì)算洪水過(guò)水面積，確定洪水水面寬度，進(jìn)而計(jì)算水力半徑。采用比降面積法計(jì)算。依據(jù)公式：

式中：Q為洪峰流量，m3/s;n為糙率，采用范圍0.030～0.042;A為河道過(guò)水面積，m2;R為河道水力半徑，m;I為河道水面比降。

通過(guò)計(jì)算所得的各河段洪水調(diào)查斷面洪峰流量見(jiàn)表4。重現(xiàn)期按照《甘肅省暴雨洪水圖集》確定的小流域經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算。

3.4 洪水總量計(jì)算

甘泉鎮(zhèn)段、王家溝佛崖村段、熊池河熊池壩村段、長(zhǎng)壩河貫上村段、平洛河望關(guān)鎮(zhèn)段、吊子峪中莊段、中寨河中寨村段、豆坪河豆坪村段、平洛河周家河壩段采用5點(diǎn)概化過(guò)程線法推求洪水過(guò)程;平洛鎮(zhèn)段洪水過(guò)程可直接采用平洛水文站整編成果[8]，即該時(shí)段洪水水文要素摘錄數(shù)據(jù)推求。平洛河流域有甘泉、老蒿船、長(zhǎng)壩、望子關(guān)、花兒壩、平洛等6座雨量站，有28～56站年不等的連續(xù)降水量系列資料。根據(jù)這些資料，進(jìn)行6，24 h最大降水量頻率分析，求出相應(yīng)頻率為1%，2%，5%，10%的面雨量，根據(jù)典型暴雨時(shí)程分配，計(jì)算相應(yīng)頻率的凈雨過(guò)程。根據(jù)凈雨過(guò)程用推理公式法計(jì)算出頻率為1%，2%，5%，10%的洪峰流量。由調(diào)查計(jì)算的洪峰流量與其對(duì)照，確定洪水的重現(xiàn)期，由相應(yīng)頻率的凈雨過(guò)程用五點(diǎn)概化過(guò)程線法[9]推求洪水過(guò)程。點(diǎn)繪推求得來(lái)的洪水過(guò)程曲線見(jiàn)圖1。

根據(jù)上下游、干支流流量合成關(guān)系，分別點(diǎn)繪甘泉（平洛河上游）、王家溝、熊池河、長(zhǎng)壩、平洛河望關(guān)鎮(zhèn)段流量過(guò)程線套圖，吊子峪、中寨、望關(guān)鎮(zhèn)、平洛水文站段流量過(guò)程線套圖，豆坪河、平洛鎮(zhèn)、周家河壩段流量過(guò)程線套圖，見(jiàn)圖2～4。洪水總量計(jì)算見(jiàn)表5。

4洪水特性分析

經(jīng)綜合分析[10]，平洛河流域洪水有以下特性：①平洛河流域“20200812”洪水是暴雨形成的，洪水持續(xù)24～54 h，峰高量大，具有山溪性洪水特點(diǎn)。②由于區(qū)域內(nèi)地表起伏大，土層厚，土壤含水量飽和，易發(fā)生滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害。③區(qū)域內(nèi)溝道漲水期間，常伴有漂浮物，易壅堵橋涵，進(jìn)而導(dǎo)致洪水沖毀農(nóng)田、河堤、公路等。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)計(jì)算得平洛河流域各支流洪峰流量均超10 a一遇，干流平洛河超20 a一遇。

這次暴雨洪水災(zāi)害，預(yù)測(cè)、預(yù)警等非工程措施為防災(zāi)減災(zāi)發(fā)揮了巨大作用。然而，許多預(yù)警設(shè)施毀壞，建議盡快修復(fù)完善;暴雨洪水及區(qū)域內(nèi)的山洪泥石流災(zāi)害反映出區(qū)域生態(tài)脆弱，抗御山洪災(zāi)害能力差，建議加大整治生態(tài)環(huán)境的力度，開(kāi)展流域綜合治理，防治水土流失，改善區(qū)域內(nèi)自然和人居環(huán)境。

山洪災(zāi)害致使區(qū)域內(nèi)大部分溝道淤積嚴(yán)重，河床抬高，行洪能力降低，威脅河道兩岸居民的人身安全，建議盡快清理整治河道;山洪災(zāi)害致許多水利工程被毀，河堤坍塌，建議盡快修復(fù)。

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（編輯：唐湘茜）