劉善海，占成悅

（衢州市水文與水旱災(zāi)害防御中心，浙江 衢州 324000）

1 流域概況

1.1 流域基本情況

江山港是錢塘江上游衢江右岸的第一條支流，發(fā)源于浙、閩交界的蘇州嶺，流經(jīng)雙溪口、峽口、雙港等鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道，至衢州雙港口匯入衢江。干流全長134 km，其中江山市境內(nèi)105 km，衢江區(qū)和柯城區(qū)境內(nèi)29 km。流域面積1 946.30 km2，其中江山市境內(nèi)1 698.6 km2，衢江區(qū)和柯城區(qū)境內(nèi)215.00 km2，江西省境內(nèi)32.70 km2。

1.2 洪水特性

流域內(nèi)降雨量時空分布不均勻，年內(nèi)變化較大，降水主要由鋒面氣旋、臺風(fēng)和熱帶風(fēng)暴影響所致。江山港流域的洪水一般發(fā)生在4—9 月，其中4—7 月初的洪水由峰面氣旋和高空切變線低渦所造成。在每年6 月中下旬—7 月上旬，受靜止鋒影響，造成連綿陰雨天氣，并伴有暴雨，俗稱“梅雨”，極易造成流域性洪澇災(zāi)害。據(jù)實(shí)測資料統(tǒng)計分析，本流域大洪水的主要成因為梅雨，臺風(fēng)和熱帶風(fēng)暴引發(fā)的暴雨洪水次數(shù)較少。

1.3 流域控制性水利樞紐工程

江山港流域有白水坑、峽口和碗窯3 座大中型水庫。白水坑水庫控制集水面積330.0 km2，總庫容24 809 萬m3，防洪庫容5 439 萬m3，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉和發(fā)電的大（2）型水庫，于2003 年建成蓄水。峽口水庫位于江山港干流上游，控制集水面積399.3 km2，總庫容6 198 萬m3，防洪庫容1 518 萬m3，是一座以灌溉、防洪為主，結(jié)合發(fā)電、供水及養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。碗窯水庫控制集水面積212.5 km2，總庫容22 280 萬m3，防洪庫容942 萬m3，是一座以灌溉為主，結(jié)合供水、防洪和發(fā)電的大（2）型水庫。

2 暴雨分析

流域大洪水均為梅雨形成，為單成因型洪水，所以按年最大雨量統(tǒng)計。分別統(tǒng)計雙溪口站、大平頭站、白水坑站、保安站、嶺頭站、壇石站、長臺站、塘源口站、峽口站、雙塔底站等各雨量站實(shí)測年最大12 h、24 h 暴雨量，采用泰森多邊形法（各站相應(yīng)權(quán)重）計算年最大12 h、24 h 流域面暴雨。采用P-Ⅲ型曲線擬合適線，江山港面雨量成果見表1。

表1 江山港設(shè)計面雨量成果表

經(jīng)分析統(tǒng)計，6 月6 日至7 日，流域最大12 h、24 h 面雨量分別為170.7 mm、198.3 mm。

江山港“20190607”暴雨最大12 h 面雨量超過300 a 一遇（160.8 mm），最大24 h 面雨量超過100 a 一遇（192.1 mm）。

圖1 江山港最大24 h 面雨量頻率曲線圖

3 洪水分析

3.1 江山水文站天然狀態(tài)下設(shè)計洪水

《江山港流域綜合治理規(guī)劃》[1]中考慮歷史洪水及調(diào)查洪水，并對相關(guān)年份的洪峰流量進(jìn)行還原，經(jīng)排頻適線計算得到雙塔底站天然狀態(tài)下的設(shè)計洪水成果（見表2）。

表2 雙塔底站設(shè)計洪水成果表（年最大）

采用水文比擬法（面積指數(shù)取0.60）計算得到江山水文站天然狀態(tài)下的洪水成果，見表3。

表3 江山站設(shè)計洪水成果表（天然）

3.2 江山港“20190607”洪水分析

3.2.1 江山水文站實(shí)測洪水過程

江山港江山水文站斷面的實(shí)測洪水過程見圖2[2]。

圖2 “20190607”洪水江山水文站實(shí)測洪水過程圖

從圖2 可看出：江山水文站“20190607”洪水洪峰水位為95.18 m，洪峰流量為2 430 m3/s（出現(xiàn)在6 月7 日04：00），相當(dāng)于10 a 一遇洪水（洪峰流量2 350 m3/s）。

3.2.2 白水坑水庫洪水過程

6 月6 日14：00—9 日14：00 白水坑水庫共攔蓄洪量4 370 萬m3，最大入庫流量1 444 m3/s，最大出庫流量47 m3/s，削峰率達(dá)96.7%。白水坑水庫實(shí)測入庫流量過程及出庫流量過程見圖3。

圖3 “20190607”白水坑水庫實(shí)測洪水過程圖

3.2.3 峽口水庫洪水過程

6 月6 日14：00—9 日14：00，峽口水庫攔蓄洪量720 萬m3，最大入庫流量340 m3/s，最大出庫流量89 m3/s，削峰率75%。峽口水庫實(shí)測入庫流量過程及出庫流量過程見圖4。

圖4 “20190607”峽口水庫實(shí)測洪水過程圖

3.2.4 碗窯水庫洪水過程

6 月6 日14：00—9 日14：00 白水坑水庫共攔蓄洪量3 580 萬m3，最大入庫流量958 m3/s，最大出庫流量20 m3/s，削峰率達(dá)97.9%。碗窯水庫實(shí)測入庫流量過程及出庫流量過程見圖5。

圖5 “20190607”碗窯水庫實(shí)測洪水過程圖

3.2.5 天然狀態(tài)下江山水文站斷面洪水

天然狀態(tài)下，水庫壩址洪水通過洪水演進(jìn)至控制斷面，本次以白水坑水庫、碗窯水庫、峽口水庫壩址洪水演進(jìn)至江山水文站，與區(qū)間洪水疊加即為天然狀態(tài)下的江山水文站斷面洪水。

根據(jù)歷史實(shí)測洪水資料，洪峰從白水坑至江山水文站的傳播時間為7.0 h，洪峰從碗窯水庫至江山水文站的傳播時間為1.0 h，洪峰從峽口水庫至江山水文站的傳播時間為4.5 h。

首先根據(jù)峽口水庫、碗窯水庫下泄流量與江山水文站實(shí)測流量計算出峽口水庫，碗窯水庫至江山水文站區(qū)間的洪水過程。依據(jù)白水坑水庫下泄流量與峽口水庫入庫流量計算白水坑水庫—峽口水庫區(qū)間的洪水過程。然后將白水坑水庫、峽口水庫、碗窯水庫入庫洪水演算至水文站斷面，與水庫—水文站區(qū)間洪水疊加即為天然狀態(tài)下江山水文站處洪水。

還原后的江山水文站斷面天然狀態(tài)下洪水過程見表4。

表4 天然狀態(tài)下江山水文站洪水過程線表 m3/s

經(jīng)過分析計算，天然狀況下江山水文站斷面洪峰流量為4 252 m3/s，超過江山水文站100 a 一遇洪峰流量（3 800 m3/s）。

4 減災(zāi)效益分析

4.1 分析方法

運(yùn)用江山港洪水風(fēng)險圖成果可以估算江山港流域遭遇天然狀況下洪水（100 a 一遇）的災(zāi)害損失，以及水庫調(diào)節(jié)后洪水（10 a 一遇）的災(zāi)害損失，兩者差值即為水庫的減災(zāi)效益。

4.2 災(zāi)害損失估算

洪水災(zāi)害損失根據(jù)淹沒范圍的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完備程度來確定若干統(tǒng)計指標(biāo)，指標(biāo)選擇淹沒面積、受影響人口總數(shù)、經(jīng)濟(jì)損失等。各類指標(biāo)具體統(tǒng)計方法如下：

4.2.1 淹沒面積

淹沒面積通過淹沒水深圖層和圍片圖層疊加計算得到。將淹沒水深圖層按照水深等級分級后與圍片圖層疊加分析，分別統(tǒng)計各個水深等級下的淹沒面積，匯總后得到本場次洪水的總淹沒面積。

4.2.2 受影響人口

人口資料采用統(tǒng)計年鑒中的常住人口。本項目認(rèn)為每個圍片的人口，均勻分布在房屋占地面積上，以此將人口數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分布。

將人口數(shù)據(jù)空間離散后，可單獨(dú)形成人口面圖層，與淹沒圖層疊加后可統(tǒng)計各淹沒水深等級的受淹人口。

4.2.3 經(jīng)濟(jì)損失

GDP 按人口均勻分布，按照受影響的人口占行政區(qū)總?cè)丝诘谋壤?，并綜合考慮淹沒水深等級，來計算經(jīng)濟(jì)損失。人均法可以很好的避免地均法山區(qū)面積、荒地面積的影響，更符合實(shí)際。

各種頻率洪水災(zāi)害損失計算成果見表5。

表5 各種洪水災(zāi)害損失統(tǒng)計表

4.3 減災(zāi)效益

江山港流域遭遇天然狀況下洪水（100 a 一遇）的災(zāi)害損失，減去水庫調(diào)節(jié)后洪水（10 a 一遇）的災(zāi)害損失，得到水庫的減災(zāi)效益 。本次洪水3 座水庫共減少淹沒土地24.53 km2，減少受災(zāi)人口3.34 萬人，減少直接經(jīng)濟(jì)損失2.36 億元。

5 結(jié)論

江山港流域“20190607”強(qiáng)暴雨，暴雨強(qiáng)度超強(qiáng),最大12 h、24 h 暴雨強(qiáng)度均超過100 a 一遇，還原計算天然狀況下江山港江山水文站洪水超過100 a 一遇，通過流域內(nèi)白水坑、碗窯和峽口水庫的綜合調(diào)節(jié)，綜合攔蓄洪量8 670 萬m3，江山港江山水文站洪峰削減率42.9%，實(shí)際洪水僅為10 a 一遇，江山港沿程洪水洪峰水位明顯下降，減少土地淹沒24.53 km2，減少受災(zāi)人口3.34 萬人，減少直接經(jīng)濟(jì)損失2.36 億元，減災(zāi)效益十分突出。