山洪災(zāi)害評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)確定及要點(diǎn)分析

(甘肅省平?jīng)鏊木?，甘肅 平?jīng)?744000)

山洪災(zāi)害是山丘區(qū)特殊的洪水，群眾習(xí)慣稱之“發(fā)蛟”。洪水歷時(shí)一般幾十分鐘到1～2 h不等。主要來自降雨，山洪災(zāi)害具有突發(fā)性和破壞性，往往使人們防不勝防，措手不及，給人民群眾造成極大危害。堅(jiān)持避治結(jié)合，避重于治的原則，使人們遠(yuǎn)離山洪，真正做到主動(dòng)避災(zāi)，從根本上減輕災(zāi)害損失。因此做好山洪災(zāi)害評(píng)價(jià)工作是所有預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作的基礎(chǔ)。

1 山洪災(zāi)害評(píng)價(jià)中關(guān)鍵參數(shù)確定

在山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)中，獲取防災(zāi)對(duì)象所在控制斷面的水位—流量關(guān)系曲線和水位—人口關(guān)系曲線很關(guān)鍵。

1.1 水位-流量關(guān)系曲線的確定

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，對(duì)于設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果具有重要影響。

1.1.1 比降的確定

《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》中推薦了用曼寧公式分析水位流量關(guān)系。在曼寧公式中，比降是指洪水水面比降。但是，在山洪實(shí)際發(fā)生時(shí)，水面比降難以測(cè)量，或者有的評(píng)價(jià)對(duì)象直到評(píng)價(jià)工作開展時(shí)也未能獲得山洪實(shí)際發(fā)生的相關(guān)資料。因此，關(guān)于比降的確定，《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》中規(guī)定了以下原則和方法：

(1)如果防災(zāi)對(duì)象的河道上下游有歷史洪水洪痕的沿程分布資料，以洪痕確定水面線，采用洪痕水面線比降作為水位流量轉(zhuǎn)換中的比降；

(2)如果有近年來洪水發(fā)生的洪水水面線，采用該水面線比降作為水位流量轉(zhuǎn)換中的比降；

(3)如果有中小洪水發(fā)生時(shí)的實(shí)測(cè)水面線，采用該水面線比降作為水位流量轉(zhuǎn)換中的比降；

(4)如果沒有水面線信息，可采用防災(zāi)對(duì)象的河床比降作為水位流量轉(zhuǎn)換中的比降。

為了使所分析的成果盡可能合理，《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》還明確規(guī)定，以上4種確定比降方法中，資料條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用第1種方法，然后為第2、3種方法，第4種方法為無資料時(shí)采用，并應(yīng)當(dāng)通過試算和合理性分析后最后確定。溫宿縣的水位流量關(guān)系計(jì)算基本遵循以上原則。

1.1.2 糙率確定

糙率也是設(shè)計(jì)洪水計(jì)算中非常關(guān)鍵的參數(shù)，《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》明確規(guī)定，應(yīng)參照防災(zāi)對(duì)象所在河流的溝道形態(tài)、床面粗糙情況、植被生長(zhǎng)狀況、彎曲程度以及人工建筑物等因素確定?？梢?，根據(jù)《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》規(guī)定，未涉及糙率隨水深而改變的情況，即暗含著控制斷面處糙率不隨水深而變化這一假定，因此這里的糙率應(yīng)當(dāng)理解為過水?dāng)嗝娴木C合糙率。確定糙率的方法如下：

(1)如果有實(shí)測(cè)水文資料，應(yīng)采用該資料進(jìn)行推算，確定水位流量轉(zhuǎn)換中的糙率；

(2)如果無實(shí)測(cè)水文資料，應(yīng)根據(jù)溝道特征，參照天然或人工河道典型類型和特征情況下的糙率，參考《水工建筑物與堰槽測(cè)流規(guī)范》(SL 537-2011)中表K.0.4中的內(nèi)容，確定水位流量轉(zhuǎn)換中的糙率。

此外，根據(jù)目前掌握的大范圍資料基礎(chǔ)、技術(shù)力量和分析評(píng)價(jià)的防災(zāi)對(duì)象情況，在水位—流量關(guān)系分析中還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)需要考慮評(píng)價(jià)對(duì)象所處河段附近上下游微地形地貌、灘槽擴(kuò)寬與束窄、灘地死水區(qū)等因素對(duì)控制斷面有效過流面積的影響；(2)暫不考慮干流對(duì)支流產(chǎn)生明顯頂托、泥石流、滑坡等導(dǎo)致的河床沖淤等情形。

大多數(shù)情況下由于基礎(chǔ)資料的匱乏，山洪災(zāi)害具體情況不好評(píng)估，難以根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料反推糙率，需根據(jù)天然或人工河道典型類型和特征情況下的糙率，參考《水工建筑物與堰槽測(cè)流規(guī)范》(SL537-2011)中表K.0.4中的內(nèi)容，結(jié)合各沿河村落河流溝道形態(tài)、床面粗糙情況、植被生長(zhǎng)狀況、彎曲程度、人工建筑物，以及河流水面寬深比、斷面以上小流域集水面積等因素綜合考慮確定河道糙率。在采用曼寧公式計(jì)算各控制斷面水位～流量關(guān)系過程中，當(dāng)河水漫灘或漫堤時(shí)，因過流面積增加不大，而濕周則急劇增大，水力半徑將出現(xiàn)減小的情況；此時(shí)，計(jì)算出的水位流量關(guān)系將出現(xiàn)曲線彎折錯(cuò)誤。為避免該錯(cuò)誤發(fā)生，本項(xiàng)目對(duì)斷面上灘地和主槽的糙率取值進(jìn)行綜合修正，并重新計(jì)算水位流量關(guān)系。

1.2 水位-人口關(guān)系曲線確定

進(jìn)行水位人口關(guān)系曲線獲取時(shí)，要根據(jù)山洪災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查匯總成果進(jìn)行匯總，分析居民住房位置及高程測(cè)量成果，獲取控制斷面的水位-人口對(duì)應(yīng)情況，獲取相應(yīng)的水位-人口關(guān)系曲線。根據(jù)《山洪分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》，防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的目標(biāo)是基于設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果，分析沿河村落、集鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)等防災(zāi)對(duì)象的現(xiàn)狀防洪能力，進(jìn)行山洪災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)等級(jí)劃分以及各級(jí)危險(xiǎn)區(qū)人口及房屋統(tǒng)計(jì)分析，繪制現(xiàn)狀防洪能力圖，為山洪災(zāi)害防御預(yù)案編制、人員轉(zhuǎn)移、臨時(shí)安置等提供支撐。

2 山洪災(zāi)害評(píng)價(jià)結(jié)果分析

設(shè)計(jì)洪水計(jì)算分析的成果基礎(chǔ)上，得到防災(zāi)對(duì)象控制斷面處的水位-流量關(guān)系曲線以及水位-人口高程關(guān)系曲線等關(guān)鍵信息。主要依據(jù)洪水與暴雨同頻率這一假定，得到不同頻率下的設(shè)計(jì)洪水(洪峰流量)，并參照防災(zāi)對(duì)象及其控制斷面水位-流量關(guān)系等信息，將分析計(jì)算獲得的危險(xiǎn)區(qū)劃分為山洪災(zāi)害極為危險(xiǎn)、高危險(xiǎn)和危險(xiǎn)區(qū)3個(gè)等級(jí)的區(qū)域。

2.1 成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)的洪水頻率確定

根據(jù)沿河河道控制斷面出的水位-流量關(guān)系曲線，采用插值法確定防災(zāi)對(duì)象成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)流量及頻率，防災(zāi)對(duì)象成災(zāi)水位來自于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的河道控制斷面測(cè)量成果，根據(jù)暴雨洪水分析測(cè)成果，采用插值法可獲得成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)流量的洪水頻率。

2.2 各級(jí)危險(xiǎn)區(qū)人口統(tǒng)計(jì)

按照100 a一遇或最大歷史洪水高程，確定危險(xiǎn)區(qū)范圍。將危險(xiǎn)區(qū)分為三級(jí)，即：山洪危害極高危險(xiǎn)區(qū)、山洪災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)、山洪災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)。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。

2.3 現(xiàn)狀防洪能力圖繪制

參照小流域基礎(chǔ)信息，繪制防災(zāi)對(duì)象的現(xiàn)狀防洪能力圖，即《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》規(guī)定成果“附圖1 防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)圖”。逐個(gè)繪制各沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力分布圖。

基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查成果中關(guān)于沿河村落、集鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)人口-高程分布關(guān)系，以及測(cè)量斷面的實(shí)際空間情況，以及設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果，分別統(tǒng)計(jì)確定各頻率洪水淹沒高程下的累計(jì)人口，得到沿高程人口分布數(shù)據(jù)。

2.4 成果整理及現(xiàn)狀防洪能力圖繪制

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并結(jié)合分析評(píng)價(jià)得到的沿河村落、集鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)的人口-水位關(guān)系，以及上面確定的不同危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的人口，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)，繪制防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)圖。圖中應(yīng)包括水位流量關(guān)系曲線、各特征水位及其對(duì)應(yīng)的洪峰流量和頻率，以及各頻率洪水位以下的累計(jì)人口(戶數(shù))和房屋數(shù)。

3 結(jié)語

山洪災(zāi)害評(píng)價(jià)成果對(duì)我國(guó)鄉(xiāng)村各級(jí)山洪災(zāi)害防治預(yù)案的豐富和完善具有支撐作用，要充分運(yùn)用好山洪評(píng)價(jià)成果中的危險(xiǎn)區(qū)分布圖、沿河村落匯流時(shí)間、預(yù)警指標(biāo)等信息，做好山洪災(zāi)害防治預(yù)案完善工作。進(jìn)一步改進(jìn)山洪監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)、站點(diǎn)預(yù)警信息的關(guān)聯(lián)和預(yù)警指標(biāo)等工作，認(rèn)真研判水位-流量關(guān)系曲線和水位-人口關(guān)系曲線，根據(jù)劃分的極高危險(xiǎn)、高危險(xiǎn)、和危險(xiǎn)3個(gè)等級(jí)的區(qū)域，統(tǒng)計(jì)相應(yīng)范圍內(nèi)的人口和房屋分布信息，分析、校核或修正轉(zhuǎn)移路線和臨時(shí)安置地點(diǎn)的信息，最大限度的做好預(yù)報(bào)預(yù)警，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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