臨潭縣石門溝河流歷史洪水調(diào)查與分析

姜鋒

（甘肅省水文水資源局，甘肅 蘭州 730030）

臨潭縣石門溝河流歷史洪水調(diào)查與分析

姜鋒

（甘肅省水文水資源局，甘肅 蘭州 730030）

我國(guó)大多數(shù)區(qū)域位處東亞季風(fēng)區(qū)，地質(zhì)地貌復(fù)雜，人類活動(dòng)劇烈，山洪災(zāi)害頻繁，對(duì)人民群眾生命安全構(gòu)成極大威脅和損害，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素之一。甘肅省山洪災(zāi)害分布范圍廣，發(fā)生頻率高，災(zāi)害損失嚴(yán)重，尤其是山丘區(qū)小流域河流更易突發(fā)山洪災(zāi)害。以無水文實(shí)測(cè)資料的小流域溝道型河流為例，通過歷史洪水調(diào)查和分析，采用面積比降法推算洪峰流量，為當(dāng)?shù)厣胶闉?zāi)害防治和設(shè)計(jì)規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料技術(shù)支撐。

石門溝；歷史洪水；調(diào)查分析

1　流域概況

臨潭縣隸屬甘肅省甘南藏族自治州，位于甘南州的東北部地區(qū)，位于東經(jīng)103°30′28″～103°51′30″，北緯34°30′25″～35°04′32″之間，東鄰定西地區(qū)的岷縣，北與臨夏回族自治州康樂縣相界，其余南、西及東北均與本州卓尼縣交錯(cuò)接壤。地處青藏高原的東北部邊緣，是黃土高原的過渡地帶，地勢(shì)由西北向東南傾斜，平均海拔高度2825m，多年平均氣溫3.8℃，多年平均降水量535mm，多年平均蒸發(fā)量1484.6mm。境內(nèi)河流屬黃河流域洮河水系，洮河在全境內(nèi)總長(zhǎng)105.5km，流域面積2868km2，除黃河水系的支流洮河外，另外二級(jí)河流有冶木河、羊沙河、南門溝、石門溝、秋峪溝等19條河流。石門溝是石門鄉(xiāng)境內(nèi)主要河流，由石頭溝、牙尼溝、扎浪溝、黑溝等水匯合而成，自西向東流經(jīng)蘿卜溝、李家溝等8個(gè)村莊流入洮河，全長(zhǎng)約20km，境內(nèi)流域面積113.1km2，年徑流量2260×104m3。

2　洪水調(diào)查及測(cè)量

2.1調(diào)查河段的確定

通過進(jìn)行實(shí)地踏勘，了解河段控制條件及居民點(diǎn)分布、河床穩(wěn)定性、斷面特征、河槽組成及歷年來河段的沖淤變化和治理情況。選取的調(diào)查河段位于臨潭縣石門鄉(xiāng)大橋關(guān)村，該河段無支流加入，無雍水影響，上斷面10m處有一彎道，上斷面至下游85m之間河段較順直、洪痕較明顯、附近有居民，距河口6km，調(diào)查河段以上集水面積62.8km2。河床由砂卵石組成，所選河段左岸為農(nóng)田，右岸為陡石山坡。調(diào)查河段平面圖如圖1所示。

圖1　石門溝大橋關(guān)村調(diào)查河段平面圖

2.2調(diào)查過程

現(xiàn)場(chǎng)走訪調(diào)查河段附近居民，了解建國(guó)以來典型場(chǎng)次（最大和次大）洪水及暴雨發(fā)生的時(shí)間和過程，指認(rèn)洪水痕跡并按年代的先后從上游向下游按順序統(tǒng)一編號(hào)，詳細(xì)記錄訪問情況。

2.2.1洪水發(fā)生年份調(diào)查

被調(diào)查人：張勇，男，漢族，67歲；張總良，男，漢族，73歲。被調(diào)查人一致敘述1955年7月石門溝河道來水為建國(guó)以來最大，1999年7月洪水為建國(guó)以來次大水，并根據(jù)《臨潭縣山洪災(zāi)害防治非工程措施實(shí)施方案》、《甘南州2014年山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案》和其他資料記載，確定建國(guó)以來最大洪水發(fā)生年份為1955年7月，次大洪水發(fā)生年份為1999年7月。

2.2.2暴雨洪水過程調(diào)查

特大洪水：1955年7月暴雨洪水：被調(diào)查人敘述1955年7月，中午吃過飯后突然風(fēng)很大，一會(huì)兒雷聲伴有閃電，雨從西北方向來，降雨歷史大約1h左右，上面來水形成山洪。那次洪水特別大，洪水從河灘沖上漫過樹林和農(nóng)田，全部莊稼被淹沒，以后河灘中的樹被全部砍掉，開墾成了現(xiàn)在的農(nóng)田。

根據(jù)調(diào)查人敘述從他們記事起見過的最大一場(chǎng)洪水。通過查閱《臨潭縣山洪災(zāi)害防治非工程措施實(shí)施方案》，發(fā)現(xiàn)臨潭縣建國(guó)后50年代曾經(jīng)發(fā)生過幾場(chǎng)歷史洪水災(zāi)害，但關(guān)于本條河流調(diào)查人敘述的年份，沒有具體的雨情和災(zāi)情數(shù)據(jù)。

次大洪水：1999年7月暴雨洪水：被調(diào)查人敘述1999年7月初開始下雨，連續(xù)下了幾天，雨下到第二天下午時(shí)河道水位開始起漲，主要是上游雨下的比較大，雨下到第五天記得河道水最高。有天下午大概14∶30過些雷聲很大，雨也從西方向來，雨大約下了1h左右，雨下的特別大，剛開始下雨的時(shí)還伴有冰雹，部分農(nóng)田被淹沒，顆粒無收。

2.2.3洪痕調(diào)查

被調(diào)查人敘述：1955年洪水從河灘沖上漫過樹林和農(nóng)田，全部莊稼被淹沒，以后河灘中的樹被全部砍掉，開墾成了現(xiàn)在的農(nóng)田。1999年洪水比1955年小些，水印子比1955年的水印低。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)及測(cè)算1955年洪痕高程2331.98m，1999年洪痕高程2331.69m。

根據(jù)被調(diào)查人敘述和實(shí)地查看確定1955年、1999年洪水左岸農(nóng)田邊洪痕可靠，無變動(dòng)；右岸陡石山由于時(shí)間久遠(yuǎn)洪痕已無法確定。

2.3測(cè)量方法

在調(diào)查河段上斷面向下游26.3m處左岸河床大石頭頂部設(shè)立BM，用RTK假定高程，高程為2330.980m。按照《水文調(diào)查規(guī)范》要求，選取比較順直的河段，上下斷面間距為60m，左岸上下斷面處確定起點(diǎn)距0m位置，在地形轉(zhuǎn)折處布置測(cè)點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀、全站儀、測(cè)繩等儀器，測(cè)量上下橫斷面，并自上斷面開始向下斷面測(cè)量縱斷面洪痕以及河底高程。根據(jù)測(cè)量成果數(shù)據(jù)，繪制改地溝調(diào)查河段縱斷面圖如圖2所示。

圖2　石門溝大橋關(guān)村調(diào)查河段縱斷面圖（上、下）

3　洪峰流量計(jì)算

3.1計(jì)算方法

按照《水文調(diào)查規(guī)范》要求，該調(diào)查河段順直、洪痕點(diǎn)較多、河床穩(wěn)定，故采用比降面積法推算。

式中∶Q——洪峰流量，m3/s；

I——河道比降；

A——過水?dāng)嗝婷娣e，m2；

R——水力半徑，m；

n——河床糙率。

3.2參數(shù)確定

2）糙率：主河床由粗沙礫、粗卵石（D為 10～20cm）組成，左岸為農(nóng)田，右岸為陡山坡。根據(jù)《甘肅省天然河流糙率表》，糙率選定為0.040。

3.3計(jì)算成果

采用上述公式計(jì)算上下斷面洪峰流量，取其平均值分別為“1955.07”“1999.07”洪峰流量。經(jīng)計(jì)算，石門溝1955年洪水洪峰流量為233m3/s，1999年洪水洪峰流量為164m3/s。石門溝調(diào)查河段洪峰流量計(jì)算成果見表1。

表1　石門溝調(diào)查河段洪峰流量計(jì)算成果表

3.4重現(xiàn)期確定

根據(jù)石門溝流域洪水調(diào)查資料記載和本次洪水調(diào)查情況，本次洪水調(diào)查按照經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算公式計(jì)算確定，公式為：

式中：P——經(jīng)驗(yàn)頻率；

N——調(diào)查期；

T——重現(xiàn)期；

m——洪水排序；

經(jīng)計(jì)算，1955年洪水重現(xiàn)期為67年一遇；1999年洪水重現(xiàn)期為33年一遇。

3.5可靠性與合理性分析

從調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來看，石門溝“1955.07”、“1999.07”洪水選定調(diào)查河段較順直，斷面較規(guī)整，河床較穩(wěn)定，受人類活動(dòng)影響較小，符合比降面積法的使用條件。確定的洪痕水面線與調(diào)查河段河底坡降線接近平行，符合一般河流的變化規(guī)律。根據(jù)指認(rèn)人敘述石門溝河道建國(guó)以來最大洪水發(fā)生年份為1955年7月，次大洪水發(fā)生年份為1999年7月。查閱《臨潭縣山洪災(zāi)害防治非工程措施實(shí)施方案》、《甘南州2014年山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案》和其他資料記載，洪水發(fā)生年份可靠。從計(jì)算成果數(shù)據(jù)上看，石門溝“1955.07”、“1999.07”洪水洪峰流量與流域面積的比值分別為1.42和1.30，在臨潭縣境內(nèi)屬較小數(shù)據(jù)，符合小流域洪水規(guī)律，計(jì)算成果合理。

4　結(jié)論及建議

4.1結(jié)論

選取的石門溝河流為山洪災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)且有代表性的小河流，在臨潭縣內(nèi)具有較好的流域代表性，依照相關(guān)規(guī)范，設(shè)定基本水準(zhǔn)點(diǎn)BM，采用RTK測(cè)定水準(zhǔn)基點(diǎn)，繪制歷史洪水調(diào)查河段平面圖；并用全站儀測(cè)量上下橫斷面、縱斷面高程；用比降面積法計(jì)算洪峰流量，測(cè)定和計(jì)算方法符合《水文普通測(cè)量規(guī)范》（SL58-93）、《水文調(diào)查》技術(shù)要求。調(diào)查分析結(jié)果臨潭縣石門溝1955年洪水為新中國(guó)成立以來歷史最大洪水，洪峰流量233m3/s，重現(xiàn)期為67年一遇；1999年洪水為新中國(guó)成立以來次大洪水，洪峰流量164m3/s，重現(xiàn)期為33年一遇。以為例進(jìn)行山區(qū)小流域河流歷史洪水調(diào)查分析和計(jì)算，成果可作為臨潭縣山洪災(zāi)害防治工程及相關(guān)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù)。

4.2建議

通過本次歷史洪水調(diào)查分析，山洪普遍具有突發(fā)性、水量集中、破壞力大等特點(diǎn)。山洪及其誘發(fā)的泥石流、滑坡，常造成人員傷亡，房屋、田地、道路和橋梁毀壞等，甚至可能導(dǎo)致水壩、山塘潰決，成災(zāi)速度非?？欤瑤缀趿钊蒜Р患胺?，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。因此，小流域暴雨洪水預(yù)警預(yù)報(bào)和防御能力應(yīng)得到更多的關(guān)注和重視。通過小流域河流歷史洪水調(diào)查，制定防洪規(guī)劃并實(shí)施小流域綜合治理，建立防洪預(yù)警體系，最大限度地減輕小流域暴雨洪水災(zāi)害，是未來防洪減災(zāi)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

［1］甘肅省2014年度山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目甘南州臨潭縣歷史洪水調(diào)查報(bào)告［R］.甘肅省水文水資源局，2015.

［2］水文調(diào)查規(guī)范（SL196-2015）［Z］.中華人民共和國(guó)水利部.中國(guó)水利水電出版社，2015.

［3］任玉東.小流域洪水流量計(jì)算方法探析［J］.中國(guó)科技信息，2012，18.

［4］甘肅省洪水調(diào)查資料（第二冊(cè)）黃河流域（湟水、洮河水系［Z］）.甘肅省水利廳，1983，6.

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