化州市山洪災害典型歷史洪水調(diào)查分析

洪 健

(廣東省水文局湛江水文分局,廣東 湛江 524037)

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化州市山洪災害典型歷史洪水調(diào)查分析

洪 健

(廣東省水文局湛江水文分局,廣東 湛江 524037)

選取化州市3個典型流域,通過外業(yè)調(diào)查和測量獲取化州市山洪災害歷史洪水調(diào)查成果,采用比降面積法計算洪峰流量,通過實測雨量資料推求設計洪水,推理公式和綜合單位線來估算歷史洪水重現(xiàn)期,可為山洪災害調(diào)查評價以及防治工作提供參考。

山洪災害；典型流域；洪水調(diào)查；頻率分析

山丘地區(qū)小流域由于降雨引起的暴漲暴落的地表徑流被稱為山洪,其具有歷時短、流速快、沖刷力強、破壞力大等特點[1]。近年我國突發(fā)性、局地性強降雨引發(fā)的山洪災害頻繁,導致大量人員傷亡,占洪澇災害死亡總?cè)藬?shù)的比例呈上升趨勢,群死群傷事件時有發(fā)生[2]。山洪災害點多面廣,預測預警難度大,受特殊的自然地理環(huán)境、極端災害性天氣以及經(jīng)濟社會活動等多種因素的影響。通過化州市典型流域的洪水調(diào)查,能夠掌握山洪災害歷史洪水調(diào)查的一般方法,初步了解山洪災害的形成規(guī)律和洪水特性。

1 化州市基本情況

化州市為茂名代管的縣級市,位于廣東省西南部,全市總面積為2 356.52 km2,現(xiàn)轄17個鎮(zhèn),5個街道辦事處和1個開發(fā)試驗區(qū)。2013年實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值355.35 億元,年末總?cè)丝跒?65.92萬人。化州市位于珠江流域,境內(nèi)有鑒江、九洲江、遂溪河三大河流,其中鑒江水系面積占88%,九州江、遂溪河水系面積占12%。全市河流長為1 039 km,多年平均徑流總量為55.60億m3。流域面積在100 km2以上的河流有15條,50～100 km2的河流有13條。

化州市屬亞熱帶季風氣候區(qū),雨量充沛,強降雨比較集中,是洪澇災害頻發(fā)的地區(qū)。夏秋期間,臺風暴雨頻繁,容易導致北部山洪暴發(fā),河水暴漲,中南部洪水泛濫,釀成水災。2006年7月16日受熱帶風暴“碧利斯”影響,化州市局地降特大暴雨,文樓鎮(zhèn)甲隆雨量站測得6 h雨量為296.0 mm,24 h雨量為386.5 mm。據(jù)統(tǒng)計,化州市7個鎮(zhèn)發(fā)生嚴重洪澇災害,受災地區(qū)出現(xiàn)山洪暴發(fā),山體滑坡,山泥傾瀉,河流改道,民房被沖走或被埋沒。全市受淹村莊71條,被洪水圍困群眾3 500人,受災人口達26萬人,因災死亡2人,傷8人,倒塌或被泥石流埋沒民房923間,損壞房屋2 412間,直接經(jīng)濟損失1.97億元[3]。

2 歷史洪水調(diào)查

2.1 典型流域與歷史洪水選取

根據(jù)各種歷史山洪文獻資料,結(jié)合化州市的地形地貌和暴雨特性,選取了播揚河、旺耀河和甲隆河3個典型流域,收集與山洪災害有關(guān)的暴雨、水位、流量等資料,若流域內(nèi)無實測資料,選擇條件類似的臨近站點作為參考,本次收集平泰圩、平定圩、甲隆3個雨量站資料。典型流域與歷史洪水信息見表1。

表1 化州市山洪災害典型流域與歷史洪水信息

2.2 歷史洪水外業(yè)調(diào)查

歷史洪水外業(yè)調(diào)查是通過實地訪問、調(diào)查和測量等方式對典型歷史山洪形成的水位、流量和重現(xiàn)期等情況進行考察。外業(yè)調(diào)查采用多星系統(tǒng)網(wǎng)絡CORS進行測量,統(tǒng)一使用WGS 84坐標和國家85高程系統(tǒng)。按照有關(guān)技術(shù)要求對歷史洪痕、河道橫斷面、縱斷面(包括河底和水面高程)進行了測量,還拍攝了河道微地形、河床質(zhì)、河岸植被覆蓋情況以及典型的洪痕照片[4]。

3 洪峰流量與重現(xiàn)期

3.1 洪峰流量計算

通過歷史洪水外業(yè)調(diào)查我們獲取了洪痕高程、過水斷面資料、河岸植被覆蓋以及河床質(zhì)等相關(guān)信息。本次典型流域內(nèi)無實測流量資料,采用比降面積法計算洪峰流量,其計算公式如下[1]。

(1)

式中 Q為洪峰流量，m3/s； A為過水斷面面積，m2；R為水力半徑，m；S為洪水比降；n為河床糙率。

相應水位下的過水斷面面積F和水力半徑R由控制斷面求得,比降S由洪痕沿縱斷面的分布求得,綜合糙率n由河岸植被覆蓋以及河床質(zhì)特性確定,洪峰流量計算成果見表2。

當河水漫灘或越過堤防到達居民區(qū)時,房屋阻水作用明顯,此處流速較小甚至存在死水區(qū),未經(jīng)處理直接計算導致流量偏大。為解決這種情況,通過設置虛擬堤防,使流量計算更加合理。虛擬堤防的設置原則主要考慮居民區(qū)房屋對洪水的影響,具體設置由過水斷面與居民區(qū)的位置關(guān)系確定。

表2 典型流域洪峰流量計算成果

3.2 洪水頻率分析

1) 有雨量資料流域的洪水頻率分析

山洪災害大多發(fā)生在小流域,實測水位、流量資料極度缺乏,對于有雨量資料的地區(qū),可以通過實測暴雨資料來推求洪水。播揚河有平泰圩站42 a雨量資料,甲隆河有甲隆站32 a雨量資料。典型歷史次洪水根據(jù)各自流域的暴雨、產(chǎn)匯流特性,選取合適的參數(shù)采用廣東省綜合單位線計算。經(jīng)過分析計算,播揚河南子地村控制斷面的洪峰流量為645 m3/s,甲隆河那樓村控制斷面的洪峰流量為516 m3/s。設計洪水計算采用推理公式和廣東省綜合單位法,設計洪水成果見表3。由表3可知,推理公式和綜合單位線推求的洪峰流量差值均在20%以內(nèi),設計洪水成果比較合理,選用綜合單位線設計成果分析洪水頻率。

播揚河流域2008年8月22日的洪峰流量為645 m3/s,超過表3中播揚河綜合單位線20年一遇的洪峰流量566 m3/s,由此認為播揚河流域典型歷史洪水的重現(xiàn)期為超20年一遇。甲隆河流域2006年7月16日的洪峰流量為516 m3/s,與表3中綜合單位線50年一遇的洪峰流量503 m3/s接近,由此甲隆河流域典型歷史洪水的重現(xiàn)期約為50年一遇。

表3 播揚河與甲隆河流域設計洪水成果

2) 無資料地區(qū)的洪水頻率分析

旺耀河流域無長系列的實測資料,可以通過《廣東省暴雨徑流查算圖表》分析洪水頻率。根據(jù)最新編制的《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》,利用推理公式和廣東省綜合單位線推求旺耀河流域的設計洪水,設計洪水成果見表4。由表4可知,推理公式和綜合單位線計算成果比較接近,不同頻率洪峰流量相差在20%以內(nèi),旺耀河流域采用綜合單位線成果。典型歷史洪水的洪峰流量為328 m3/s,與綜合單位線推求的20年一遇洪峰流量338 m3/s比較接近,認為旺耀河流域典型歷史洪水重現(xiàn)期約為20年一遇。

表4 旺耀河流域設計洪水成果

4 結(jié)語

本文根據(jù)化州市歷史山洪災害記錄,選取具有代表性的3個典型場次洪水,通過調(diào)查、分析和計算,得到了典型場次洪水的洪峰水位、流量以及重現(xiàn)期等成果,可為山洪災害調(diào)查評價和防治提供參考。但由于山洪災害具有來勢兇猛、歷時短和防御難等特點,往往對人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴重威脅,因此需要進一步加強山洪災害的形成規(guī)律和洪水特性研究。

[1] 李熊發(fā).石場鎮(zhèn)水溝“7·25”暴雨洪水調(diào)查分析[J].水利科技與經(jīng)濟, 2015, 21(9): 82-83．

[2] 郭良,劉昌軍,丁留謙,等.開展全國山洪災害調(diào)查評價的工作設想[J].中國水利,2012(23)：10-12.

[3] 化州市地方志編纂委員會.化州年鑒2013[M].廣州: 廣東人民出版社,2015.

[4] 唐學哲,劉昌軍,張琦建,等.河南欒川縣歷史山洪災害調(diào)查[J]. 中國防汛抗旱, 2015, 25(6): 70-72．

(本文責任編輯 王瑞蘭)

Investigation and Analysis on the Typical Historical Flood of Mountain Torrent Disaster in Huazhou County

HONG Jian

(Zhanjiang Branch of Guangdong Hydrology Bureau, Zhanjiang 524037, China)

By selecting three typical watershed in Huazhou county, historical flood investigation results are made through field investigation and measurement for mountain torrent disaster. The peak flow by the slope-area method is calculated, and historical flood return period is estimated through the inference of the measured rainfall, reasoning formula and synthesis unit line , which can provide a reference for investigation and evaluation on mountain torrent disaster.

mountain torrent disaster； typical basin； survey；frequency analysis

2016-03-23;

2016-06-03

洪健(1984),男,本科,工程師, 從事水文監(jiān)測、水文分析和水情預報等工作。

TV122

B

1008-0112(2016)06-0012-03