水利水保措施對渭河流域洪水的影響研究

范國鵬

（山西省汾河流域管理局，山西　太原　030002）

水利水保措施的實施，使水流就地入滲，有效降低地表水匯流量，可有效減少河流泥沙沉降量，降低洪峰。開展水利水保措施，有助于減少洪澇災害的發(fā)生，防止水土流失，實現水資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。分析水利水保措施對流域洪水的影響評價方法很多，因缺少定量分析，所以無法形成統(tǒng)一的界定標準。以渭河流域為例，通過定量分析流域下墊面變化對流域洪水的影響，體現水利水保措施對流域洪水的影響關系。

1　定量分析的背景和研究路徑

1.1　定量分析的背景

水庫工程、水土保持工程的修建，必將對流域下墊面的原有自然條件產生影響，并影響洪水產匯流條件。在人為因素影響下，也可對洪水產生積極的影響。水庫工程對于洪水的影響，主要表現為大壩對洪水的攔蓄功能。水庫蓄水泄洪，憑借壩體水利設施降低水能，削減下游洪峰流量。水土保持設施攔截的地表水徑流量與徑流深成正比，會逐漸降低地表水流速。水利水保工程的實施可影響流域內地勢地貌,使工程的蓄水能力得到提高，以提高攔蓄量與入滲量，減少產流量，削減洪峰。

1.2　研究路徑

首先需要認真檢查洪水序列，通過前后變異點判斷水利水保措施實施后對洪水的影響變化。借助已有資料，分析洪水出現之前的流域下墊面情況，進而對影響前暴雨和洪水特征值的相關性進行分析，對主要的影響要素進行確定。再針對流域洪水產生的變化，結合暴雨的主要影響因素，查找最主要的變異點。如果暴雨因子的變化不明顯，則說明暴雨因子在洪水變異點時間段內均值并無明顯變化，表明實施水利水保措施會導致洪水產生變異[1]；若結果有顯著的變化，則說明降水和水利水保措施的綜合影響致使洪水發(fā)生了顯著的變異。最后，構建水文模型，找出與最后變異點相對應的洪水計算值，通過與洪水序列當中的某值進行比較分析，得出水利水保措施影響的程度系數。

2　案例分析

2.1　渭河流域計算情況

以渭河流域的主要代表站——張家山站和渭河的咸陽站為例，涇河張家山站洪水系列為1911、1932～1996年；渭河咸陽站洪水系列為1898、1933～1996年。利用P-Ⅲ型曲線,按目估適線法適線,進而計算出實測系列的設計洪水和天然系列的設計洪水[2]。

將實測洪水與歷史洪水組成一個不連續(xù)的系列，為首的a項特大的洪水經驗頻率PM計算，采用數學期望公式，如下：

式中：M——歷史特大洪水按遞減次序排位的序號；

N——調查考證期。

實測n期內的一般洪水，采用下述公式計算經驗頻率Pm：

式中：Pm——實測系列第m項的經驗頻率；

a——在N年中連續(xù)順位的特大洪水項數；

n——實測或插補延長的系列；

?！獙崪y洪水系列中抽出特大值處理的洪水項數；

m——n年系列的序位。

隨著中國城鎮(zhèn)住房金融制度的改革，改革開放40年中，住房金融市場逐步衍生、發(fā)展和繁榮。縱觀改革開放40年，我們不難發(fā)現，中國城鎮(zhèn)住房金融對開發(fā)商獲得土地、商品房開發(fā)、商品房購買和消費提供了金融支持。

式中：Qj——實測洪峰數值；

a——在N年中連續(xù)順位的特大洪水項數；

n——實測或插補延長的系列；

?！獙崪y洪水系列中抽出特大值處理的洪水項數；

CV——變差系數。

根據上述公式計算峰值，結果如圖1：

圖1　渭河流域洪峰峰值圖

從計算結果看，大型水庫對洪水的影響僅在個別年頭呈現的較為明顯，但體現在設計洪水計算成果上卻不明顯。由此分析其原因是在設計計算時，P-Ⅲ型曲線的適線受1898、1911和1933年等未受人類活動影響的大水年控制，其中，一些中小量級的洪水可在長系列的計算當中忽略不計。因此，渭河流域大型水庫對設計洪水計算成果的影響并不大。

2.2　實施水利水保措施對渭河流域洪水的影響評估

由于渭河流域下墊面的情況較為復雜，且人類活動形式多樣，并且受氣候條件的影響，常有不均勻降水分布，因此，常常會出現流域洪水的形成與變化無規(guī)律的情況，同時，出現上述問題，還會給研究帶來一定的阻力[2]。對不同類型的暴雨區(qū)域條件下的設計洪水，因為受到了人為因素的一定影響，對其進行定量估算難度也比較大。建立流域水文模型，再按照各典型案例設計暴雨條件下產生的洪水影響，就可有效地解決上述問題[3]。具體實施為：首先對流域的水文模型進行確立，之后在確定模型參數，具體采取測量的資料進行，推算出設計的暴雨，然后根據不同種類的典型暴雨，采取按時空進行分配的措施，最后根據模型，按是否考慮水庫防洪作用，計算出代表站來設計洪水。另外還可以根據水庫汛期運用的方式，對水庫防洪作用來進行調洪計算，從河道洪水演算至代表站。根據演算結果可以看出，水利水保的實施對設計洪水的影響主要受降雨分布影響。水庫對大型水庫以上地區(qū)的較大洪水來源有顯著的影響，如咸陽站在1981年的典型，因削減洪水超過了10%以上，但對非大型水庫控制的洪水流經地區(qū)，削減的程度不足5%，由此可見，水利水保工程的設計需要充分地考慮暴雨時空不確定因素的影響，同時還要具有風險意識，以充分地發(fā)揮工程建設的防護作用。

3　結語

水利水保工程措施的實施，可起到減災、防護的作用，并且作為水資源可持續(xù)發(fā)展和利用的一種有效手段，在重點防護區(qū)域要加大工程建設投入，以確保人民群眾的生命財產安全。

［參考文獻］

［1］劉懿，楊華珍.水利水保措施對流域洪水的影響［J］.鄉(xiāng)村科技，2014，19（18）：36-36，37.

［2］李建柱，魏兆珍，劉陽.洪水過程對水土保持工程響應程度的分析［J］.灌溉排水學報，2013，32（5）：137-140.

［3］劉偉華，朱景衛(wèi).淺析水利工程施工管理特點及質量控制的措施［J］.城市建設理論研究（電子版），2015，27（8）：4434-4435.