淺析甘肅小流域分布特性及山洪災(zāi)害成災(zāi)特點(diǎn)

(甘肅臨洮水文水資源勘測(cè)局紅旗水文站，甘肅 臨洮 730500)

地球上的水資源占了總面積的71%，而人類的生存平均每天需要2～2.5 L的水量，也就是說，人類的生存和水源是息息相關(guān)的。在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的過程中，隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)谖镔|(zhì)生活水平提高的同時(shí)，對(duì)很多基本的生活要求也在不斷提高，對(duì)于洪災(zāi)方面的監(jiān)管已經(jīng)成為了社會(huì)各界所廣泛關(guān)注的一個(gè)話題[1]。目前，政府部門已經(jīng)對(duì)洪災(zāi)檢測(cè)設(shè)立了專門的檢測(cè)站，以此來監(jiān)控各流域地區(qū)發(fā)生災(zāi)害的情況，監(jiān)測(cè)站的主要工作就是對(duì)山洪的小流域進(jìn)行系統(tǒng)的歸類，以此來分析各個(gè)流域的特點(diǎn)，從而進(jìn)行有的放矢，“因地制洪”。本文主要就是針對(duì)甘肅地區(qū)的小流域分布特性，對(duì)山洪的災(zāi)害特點(diǎn)進(jìn)行了分析和闡述[2]。

1 基本概況

1.1 地理概況

甘肅省位于我國(guó)中西部地區(qū)，西臨青藏，北靠?jī)?nèi)蒙，地勢(shì)西高東低，由南向北逐漸傾斜。全省總面積約45萬 km2，東西跨度1 655 km，南北跨度530 km。由于區(qū)域面積較大，地貌條件也比較復(fù)雜多樣，其中以丘陵和高原地形為主，其中丘陵地區(qū)所占面積大約29萬 km2，占了總面積的64%左右，部分地區(qū)也有河谷、沙漠戈壁以及平原地形。全省各地年降水量在36.6～734.9 mm，大致從東南向西北遞減，烏鞘嶺以西降水明顯減少，隴南山區(qū)和祁連山東段降水偏多。受季風(fēng)影響，降水多集中在6-8月份，占全年降水量的50%～70%。全省無霜期各地差異較大，隴南河谷地帶一般在280 d左右，甘南高原最短，只有140 d。海拔多數(shù)地方在1 500～3 000 m之間，年降雨量約300 mm(40～800 mm之間)。由于降水較多且集中，同時(shí)丘陵地區(qū)較多的自然因素影響，甘肅地區(qū)易發(fā)生山洪等自然災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)氐木用袢粘Ｉ詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了較大的影響[3]。

1.2 流域概況

甘肅河流按其歸屬，主要分屬黃河、長(zhǎng)江、內(nèi)陸河3個(gè)流域、9個(gè)水系。黃河流域有洮河、湟水、黃河干流(包括大夏河、莊河、祖厲河及其它直接入黃河干流的小支流)、渭河、涇河等5個(gè)水系；長(zhǎng)江流域有嘉陵江水系；內(nèi)陸河流域有石羊河、黑河、疏勒河(含蘇干湖水系)3個(gè)水系[4]。河3個(gè)水系，有15條；年總地表徑流量174.5億 m3，流域面積27.1萬 km2(詳見表1)。

表1 甘肅省河流流域概覽表

甘肅全省的地表水資源總量約為286億 m3，其中，地下水資源約為8.7 m3，人均水資源為1 150 m3。根據(jù)歷年的河流流量統(tǒng)計(jì)來看，甘肅省全年河流的總徑流量約為415億 m3，其中流量超過1億 m3以上的河流有70多條。黃河流域貫穿整個(gè)甘肅省中部地區(qū)，支流數(shù)量較多，水利設(shè)施布局區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，但是該區(qū)域?qū)儆邳S土高原地區(qū)，水土流失嚴(yán)重。相對(duì)于黃河流域來說，長(zhǎng)江流域的水土流失現(xiàn)象較輕，年平均流量較為穩(wěn)定，冬季沒有結(jié)冰期，而且整個(gè)流域高低落差較大，水能資源豐富，理論上能量超過1 700萬千瓦，在國(guó)內(nèi)位居前十[5]。

2 甘肅省小流域分布及特性

山洪這種自然災(zāi)害多發(fā)生在山地丘陵并且降水較多集中的地區(qū)，由于這種地形會(huì)造成徑流量增加，因此有著歷時(shí)時(shí)間較短、流量較大、破壞力較強(qiáng)、含沙量大等特點(diǎn)[6]。因此，對(duì)于山洪的防治來說，必須要以單元的形式進(jìn)行分類，做到“因地制洪”，這樣才能夠更好的防治山洪帶來的災(zāi)害影響。

2.1 小流域的分布情況

根據(jù)災(zāi)害發(fā)生的情況，本文對(duì)小流域進(jìn)行了面積劃分，以20 km2以內(nèi)為劃分標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)量算小流域的面積、主溝長(zhǎng)度、溝道坡降等特征參數(shù)，對(duì)整個(gè)甘肅區(qū)域易發(fā)生山洪災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行了劃分。

甘肅易發(fā)生山洪災(zāi)害的小流域主要是分布在黃河流域的黃土高原地區(qū)、長(zhǎng)江流域的碎石區(qū)域以及內(nèi)陸流域的石羊河淺灘地區(qū)。在等比例尺為1:100 000的地圖上，小流域主要分布在內(nèi)陸河流域的祁連山地的淺山區(qū)及北山山地部分地區(qū)，除了河?xùn)|地區(qū)除黃河流域河源至瑪曲段之外，其余的都沿流域水系的源頭以干流左、右岸。根據(jù)上文中提出的小流域劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，甘肅全省小流域共有3 647個(gè)，面積大約20萬 km2，大約占全省總流域面積的30%。其中，黃河流域劃分小流域共1 541個(gè),占全省小流域總數(shù)的42.25%,總面積為45.3 km2；長(zhǎng)江流域劃分小流域共876個(gè)，占全省小流域總數(shù)的24.03%，；內(nèi)陸河流域劃分小流域共1 230個(gè)，占全省小流域總數(shù)的33.72%，總面積為27.1 km2。(詳見表2)

表2 甘肅省小流域統(tǒng)計(jì)表

2.2 小流域的分布特性

小流域的特性會(huì)對(duì)地表的徑流量造成影響，因此對(duì)小流域的特性進(jìn)行分析，掌握小流域的徑流以及水文等信息，可以更好的為防止山洪災(zāi)害提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。小流域的面積、河長(zhǎng)、形狀系數(shù)、比降等參數(shù)就代表幾何、地形特性。發(fā)生山洪災(zāi)害的小流域地區(qū)面積較小，流域本身對(duì)于水量的調(diào)節(jié)能力較弱，并且高低落差較大，水勢(shì)較強(qiáng)，極易形成暴漲暴落的情況。除此之外，如果當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件比較惡劣，例如水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，山洪就會(huì)形成泥石流以及滑坡等其他地質(zhì)災(zāi)害，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來更大的破壞。一般來說，山洪防治分水線劃分的小流域面積在200 km2以內(nèi)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，甘肅省小流域地區(qū)除了支流源頭的面積超過了100 km2之外，其余的小流域面積都在100 km2以內(nèi)，平均大約為60 km2。流域的形狀系數(shù)是流域面積與河長(zhǎng)平方的比值。從統(tǒng)計(jì)的小流域的平均形狀系數(shù)來看,河西地區(qū)由西向東小流域呈越來越狹長(zhǎng)型,平均形狀系數(shù)在0.433～0.319之間。河?xùn)|黃河流域沿干流龍羊峽至蘭州以上二級(jí)區(qū)小流域的形狀系數(shù)在0.268～0.305之間,以下在0.331～0.460之間;長(zhǎng)江流域沿嘉陵江水系越往上游分布的小流域越狹長(zhǎng),平均形狀系數(shù)在0.533～0.285。比降對(duì)匯流速度和流量過程線均有影響。

3 小流域成災(zāi)類型及特點(diǎn)

3.1 小流域?yàn)?zāi)害類型

小流域?yàn)?zāi)害的類型主要可以分為山洪和混合兩種類型，而混合指的是在特定的地質(zhì)條件下，山洪與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)相互作用帶來的泥石流以及滑坡等其他地質(zhì)災(zāi)害。甘肅省地區(qū)發(fā)生的山洪災(zāi)害主要可以分為以下三個(gè)類型：(1)由強(qiáng)降水天氣帶來的短時(shí)間內(nèi)水位上漲，從而造成洪水災(zāi)害；(2)在氣溫較低時(shí)，冰雹或者是積雪短時(shí)間內(nèi)融化造成的雨雪混合洪水；(3)在水土流失嚴(yán)重的丘陵山地地帶出現(xiàn)的泥石流以及滑坡等現(xiàn)象[7]。在甘肅全省的3647個(gè)小流域中，以洪災(zāi)為主的小流域?yàn)?108個(gè)，占總比重的85.2%，混合型的有287個(gè)，占總比重的7.9%。以泥石流為主要災(zāi)害的小流域71個(gè),占總數(shù)的1.94%;以滑坡為主要災(zāi)害的小流域16個(gè),占總數(shù)的0.47%。在黃河流域中，以泥石流為主的小流域數(shù)量共有47個(gè)，其中大部分集中在洮河和渭河流域。長(zhǎng)江流域發(fā)生泥石流災(zāi)害的小流域?yàn)?4個(gè)，滑坡災(zāi)害的小流域?yàn)?個(gè)。內(nèi)陸流域主要以山洪為主，泥石流和滑坡小流域較少。

3.2 小流域成災(zāi)特性

甘肅省地區(qū)發(fā)生的山洪災(zāi)害以局部地區(qū)的強(qiáng)降水帶來的洪災(zāi)為主，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，在1950年至2000年這50 a的時(shí)間里，全省總共發(fā)生1 200余起經(jīng)濟(jì)損失超過1千萬的山洪災(zāi)害，受災(zāi)面積達(dá)到8 000萬 km2，死亡人數(shù)超過7 500人，帶來的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)150億元。由于小流域地形和下墊面的共同影響，甘肅省很多區(qū)域極易形成暴雨的天氣。在黃河流域和長(zhǎng)江流域中，大部分小流域的河道地表徑流量較少，多以降水為補(bǔ)充來源，但是這種河道的下墊面主要以巖層砂石為主，保水性能不強(qiáng)，在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生強(qiáng)降水天氣時(shí)容易受到侵蝕。在這種情況下，山洪順著小流域而下，直接進(jìn)入到?jīng)_積扇平原地區(qū)，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?、交通公路、電纜、通信設(shè)備等造成較大的破壞。而在內(nèi)陸流域，小流域的災(zāi)害特性除了上述之外，還容易出現(xiàn)滑坡以及泥石流等災(zāi)害。例如在2002年7月，蘭州市周邊的供水小流域就發(fā)生了一場(chǎng)由強(qiáng)降水帶來的泥石流災(zāi)害，總共受災(zāi)面積達(dá)到18.2 km2。這次降水在短短的6個(gè)小時(shí)內(nèi)就達(dá)到了120 mm，造成了小流域水位暴漲，無法及時(shí)進(jìn)行水量的疏通。同時(shí)，當(dāng)?shù)氐纳襟w水土流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重，經(jīng)過雨水的沖刷將土地上的泥沙帶入水流中，造成了規(guī)模較大的泥石流災(zāi)害[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，甘肅省的山洪災(zāi)害有著季節(jié)性、分布范圍廣、造成破壞力較大等特點(diǎn)，通過普通的防治方式難以奏效。要想有效的對(duì)甘肅省小流域的山洪災(zāi)害進(jìn)行防治，就必須要提前進(jìn)行預(yù)防，主要來說需要做到以下幾個(gè)方面：

(1) 植樹造林，減少山地水土流失的現(xiàn)象。大量的植被覆蓋能夠有效的減少山地的泥土酥松情況，防止土壤中的泥土被暴雨沖刷帶走，同時(shí)還能夠吸收水分，減少短時(shí)間內(nèi)地表水徑流帶來的排水壓力。

(2) 大力宣傳防洪抗洪知識(shí)，做到人與自然和諧相處。給當(dāng)?shù)氐木用裥麄飨嚓P(guān)的防洪知識(shí)，最大程度的減少山洪發(fā)生時(shí)帶來的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

(3) 有效的進(jìn)行山洪的監(jiān)測(cè)管理，通過劃分區(qū)域的形式，以監(jiān)測(cè)站為點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控管理，提前做好山洪的預(yù)警工作。

(4) 科學(xué)的進(jìn)行堤壩規(guī)劃，系統(tǒng)的進(jìn)行水利工程設(shè)施的建設(shè)，充分的發(fā)揮水利設(shè)施在日常調(diào)節(jié)河流水量的作用。