周蕤 王玉靜 楊爭(zhēng)艷 王永梅 張文靜

摘 要：以莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗為防災(zāi)對(duì)象，在對(duì)該旗山洪災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計(jì)暴雨洪水分析、防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、危險(xiǎn)區(qū)等級(jí)劃分和雨量預(yù)警指標(biāo)分析，綜合分析該旗防御山洪災(zāi)害的能力，為該旗今后山洪災(zāi)害預(yù)警及群測(cè)群防提供參考。

關(guān)鍵詞：山洪災(zāi)害；分析評(píng)價(jià)；防洪能力；預(yù)警指標(biāo)

一、概況

莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗（以下簡(jiǎn)稱(chēng)莫旗）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部，呼倫貝爾市市東部，東隔嫩江與黑龍江省的訥河市、嫩江縣相望。地處大興安嶺東麓支脈形成的淺山區(qū)，南部系松嫩平原的北緣，地勢(shì)西北高、東南低。莫旗境內(nèi)地表水資源較少，河流多屬季節(jié)性溝河，降水主要集中在6～8月份，汛期水量大而集中，山洪易暴發(fā)，洪水來(lái)勢(shì)迅猛，具有峰高量小，歷時(shí)短促，攜帶大量泥沙的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建國(guó)以來(lái)，莫旗較大山洪出現(xiàn)約37次，造成了重大的生命財(cái)產(chǎn)損失。

二、設(shè)計(jì)暴雨洪水分析計(jì)算

（一）暴雨歷時(shí)確定

基于莫旗的具體情況，暴雨歷時(shí)分析選擇了流域匯流時(shí)間、常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)2類(lèi)。流域匯流時(shí)間因流域具體情形而異，常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算分為設(shè)計(jì)暴參數(shù)、雨量以及時(shí)程分配計(jì)算3步。暴雨歷時(shí)按照常規(guī)設(shè)計(jì)暴雨洪水要求，確定為10分鐘、1小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)4 種標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)。

（二）暴雨頻率確定

根據(jù)《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》以及莫旗所在地區(qū)的實(shí)際情況，確定分析評(píng)價(jià)計(jì)算暴雨的頻率為5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇5種。

（三）設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算

文章選取了莫旗的山洪災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)50個(gè)沿河村落作為分析評(píng)價(jià)對(duì)象，由于篇幅原因在此僅以其中一個(gè)村落（北石場(chǎng)一組）的分析評(píng)價(jià)成果作具體展示。

1.設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)計(jì)算方法。根據(jù)小流域處理的情況、莫旗本次分析評(píng)價(jià)的50個(gè)沿河村落分布的計(jì)算單元小流域及《黑龍江省水文圖集》，確定莫旗各小流域24小時(shí)均值及其變差系數(shù)。暴雨的相應(yīng)時(shí)段基于各個(gè)以小流域?yàn)橛?jì)算單元的匯流時(shí)間進(jìn)行選取。匯流時(shí)間計(jì)算主要采用了推理公式法，相應(yīng)的地形參數(shù)θ及匯流參數(shù)m主要由查找《水文手冊(cè)》表“匯流參數(shù)～地理參數(shù)關(guān)系圖”和m值經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲得。

2.設(shè)計(jì)暴雨量計(jì)算。第一步，查《水文手冊(cè)》附圖“內(nèi)蒙古自治區(qū)年最大二十四小時(shí)點(diǎn)雨量均值等值線圖”、附圖“內(nèi)蒙古自治區(qū)年最大二十四小時(shí)變差系數(shù)等值線圖”，得到各個(gè)小流域的二十四小時(shí)的H24點(diǎn)和Cv；并據(jù)Cv值和相應(yīng)頻率，查附表“皮爾遜III型曲線模比系數(shù)Kp值表”，查得相應(yīng)的Kp值，用公式H24點(diǎn)=H24點(diǎn)Kp計(jì)算該頻率下24小時(shí)的點(diǎn)雨量。第二步，查《水文手冊(cè)》附圖“24小時(shí)暴雨折減系數(shù)～面積關(guān)系圖”，得各計(jì)算單元24小時(shí)點(diǎn)面雨量轉(zhuǎn)換系數(shù)α；據(jù)此進(jìn)行點(diǎn)面雨量轉(zhuǎn)換計(jì)算。

在此基礎(chǔ)上，采用以下公式，推求1-24小時(shí)各種歷時(shí)的暴雨：

根據(jù)各個(gè)小流域的數(shù)據(jù)，把得到的H24P、n2P、n3P代入到上述公式，求出24小時(shí)的面暴雨，再經(jīng)過(guò)點(diǎn)面雨量轉(zhuǎn)換，即可得到計(jì)算結(jié)果。

3.設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配計(jì)算。進(jìn)行暴雨時(shí)程分配時(shí)，針對(duì)暴雨歷時(shí)大致與小流域匯流時(shí)間相等的時(shí)間為準(zhǔn)，然后基于24小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配比例，確定暴雨歷時(shí)各時(shí)段的雨量。根據(jù)雨峰所在時(shí)段為起始時(shí)段，向左向右分別增加時(shí)段，直至累計(jì)時(shí)段數(shù)與所計(jì)算小流域的匯流時(shí)間大致相等時(shí)為止，各時(shí)段雨量按該表比例設(shè)置。

（四）設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

假定暴雨與洪水同頻率，基于莫旗設(shè)計(jì)暴雨成果，以河道控制斷面為計(jì)算斷面，進(jìn)行各種頻率設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算和分析。莫旗典型頻率設(shè)計(jì)洪水計(jì)算主要采用推理公式法進(jìn)行。

（五）水位流量關(guān)系分析

采用水位流量關(guān)系或曼寧公式等方法，進(jìn)行水位-流量關(guān)系分析。將防災(zāi)對(duì)象河道控制斷面設(shè)計(jì)洪水洪峰流量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的水位，繪制水位流量關(guān)系曲線。

三、防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

（一）危險(xiǎn)區(qū)等級(jí)劃分

危險(xiǎn)區(qū)范圍為最高歷史洪水位和 100 年一遇設(shè)計(jì)洪水位中的較高水位淹沒(méi)范圍以?xún)?nèi)的居民區(qū)域。采用頻率法對(duì)危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)劃分，并統(tǒng)計(jì)人口、房屋等信息。根據(jù)5年一遇、20年一遇、100年一遇（或最高歷史洪水位）的洪水位，確定危險(xiǎn)區(qū)等級(jí)，結(jié)合地形地貌情況，劃定對(duì)應(yīng)等級(jí)的危險(xiǎn)區(qū)范圍。

（二）現(xiàn)狀防洪能力分析

在進(jìn)行莫旗50個(gè)沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力分析時(shí)，主要分析了防災(zāi)對(duì)象成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)洪峰流量的頻率，并根據(jù)需要輔助分析沿河道路、橋涵、沿河房屋地基等特征水位對(duì)應(yīng)洪峰流量的頻率，統(tǒng)計(jì)確定成災(zāi)水位（其他特征水位）、各頻率設(shè)計(jì)洪水位下的累計(jì)人口和房屋數(shù)，綜合評(píng)價(jià)現(xiàn)狀防洪能力。例如繪制了北石場(chǎng)一組防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)圖（圖1）。

（三）預(yù)警指標(biāo)分析

綜合考慮防災(zāi)對(duì)象所處河段河谷形態(tài)、洪水上漲速率、預(yù)警響應(yīng)時(shí)間和站點(diǎn)位置等因素，在臨界雨量的基礎(chǔ)上綜合確定準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移和立即轉(zhuǎn)移的預(yù)警指標(biāo)；并利用該預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行暴雨洪水復(fù)核校正，以避免與成災(zāi)水位及相應(yīng)的暴雨洪水頻率差異過(guò)大。

四、結(jié)語(yǔ)

文章從整個(gè)縣域角度全面系統(tǒng)地反映出莫旗山丘區(qū)沿河村落山洪災(zāi)害現(xiàn)狀防御力、危險(xiǎn)區(qū)劃分以及預(yù)警指標(biāo)的情況。對(duì)山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)資料可用性以及分析計(jì)算方法、山洪防災(zāi)信息完善與提升、后續(xù)山洪災(zāi)害防治支撐等方面進(jìn)行了初步總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李昌志，郭良等.芻議山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)[J].中國(guó)水利， 2014（18）.

[2] 李昌志.山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)要點(diǎn)及流程[J].中國(guó)水利， 2015（11）.