靈川縣山洪災害分析評價研究

涂 旭 劉 劍 李榮輝 何令祖 朱新榮

1廣西壯族自治區(qū)水利科學研究院（530023） 2廣西水工程材料與結構重點實驗（530023）

山洪災害分析評價是在山洪災害調(diào)查等前期，深入分析山洪災害防治區(qū)暴雨特性、小流域特征和社會經(jīng)濟情況，研究歷史上山洪災害情況，分析小流域洪水規(guī)律，采用各地設計暴雨洪水計算方法和水文模型等，綜合分析評價防治區(qū)沿河村落的防洪現(xiàn)狀，劃分山洪災害危險區(qū)，確定預警指標，繪制危險區(qū)圖，為山洪災害預警、預案編制、人員轉移、臨時安置、防災意識普及、群測群防等進一步提供科學、全面、詳細的信息支撐。

1 評價對象簡況

靈川縣位于廣西壯族自治區(qū)東北部，地處桂林市中部，湘桂走廊南端，東經(jīng) 110°07′～110°47′，北緯 25°04′～25°48′，地處北回歸線以北，東、西、北三面環(huán)抱歷史文化旅游名城桂林市。東北與興安縣相連，東南與灌陽縣、恭城縣交界，西北與靈川縣為鄰，西與臨桂縣接壤，南與陽朔縣相接，自古以來就有“楚越往來之要沖”“領中原風氣之先”之美譽。靈川縣境南北最大縱距83km，東西最大橫距68km，全縣總面積為2301.8km2，屬濕熱多雨的亞熱帶季風氣候，跨越城嶺暴雨中心和海洋暴雨中心兩個暴雨中心。全縣多年平均降雨量1995.8mm，雨量充沛，但由于境內(nèi)地形等自然條件不同，時空分布不均，各地降雨量相差較大?？傮w上西北部降雨比東南部多，西北部年降雨量2000～2200mm，東部及東南部的年降雨量1500～1700mm。因此，先澇后旱、旱澇交錯是靈川縣氣候的主要特點。

按照國家防總統(tǒng)一部署，靈川縣于2010年被納入全國山洪災害防治縣級非工程措施建設點，建設了一批自動監(jiān)測站點、預警設備、監(jiān)測預警平臺[1]等山洪災害防治設施，并且堅持“以防為主、防治結合”，“以非工程措施為主，非工程措施與工程措施相結合”的原則，初步建成了覆蓋山區(qū)的山洪災害[2]防御非工程措施體系和群測群防體系。

經(jīng)分析，全縣擬定了96個沿河村落作為山洪災害分析評價的防災對象，分析評價對象分布[3]如圖1所示。

圖1 靈川縣評價對象分布圖

2 基礎資料準備

根據(jù)山洪災害分析評價要求，對靈川縣工作底圖、基礎數(shù)據(jù)及山洪災害調(diào)查三大資料，從可用性、可靠性、完整性、一致性等方面進行了評估與處理。評估結果顯示，工作底圖、基礎數(shù)據(jù)基本滿足山洪災害分析評價工作要求。此外，研究中還收集到《廣西壯族自治區(qū)暴雨徑流查算圖表 （1984）》《廣西暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖研究（2010）》等資料，為廣西全區(qū)短歷時、強降雨的暴雨資料獲取提供了基礎。

根據(jù)靈川縣防洪減災地區(qū)發(fā)展規(guī)劃等實際需求，篩選和確定96個沿河村落為分析評價對象，并形成分析評價名錄[4]。根據(jù)區(qū)域分布、地形地貌、流域屬性等特征，選取大圩鎮(zhèn)盤家村作為典型沿河村落重點介紹方法與流程。

3 設計暴雨計算

3.1 設計暴雨參數(shù)計算方法

設計暴雨參數(shù)計算涉及到不同時段、不同頻率暴雨變差系數(shù)Cv、偏態(tài)系數(shù)Cs與變差系數(shù)Cv比值（Cv/Cs）、點面折減系數(shù)、時段雨量折減系數(shù) n2、n3的確定。研究采取以下公計算時段折減系數(shù)和：

沿河村落大圩鎮(zhèn)盤家村典型小流域暴雨計算參數(shù)分析成果見表1。

表1 靈川縣典型小流域設計暴雨參數(shù)成果

3.2 設計暴雨量計算

根據(jù)《廣西暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖研究》查廣西年最大 10min、1h、6h、24h點雨量均值等值線圖和變差系數(shù)等值線圖，獲得評價對象點雨量均值與Cv值，查《查算圖表》表1“第一區(qū)線關系表”，得各計算單元1h、6h、24h點面雨量轉換系數(shù)α。據(jù)此進行點面雨量轉換計算，得出小流域10min、1 h、6h、24h的面暴雨。在此基礎上，采用以下公式，推求1～24h各種歷時的暴雨：

1～6h 用：Ht=H1面·t1-n2

6～24h 用：Ht=H24面·（t/24）2-n2

據(jù)此得到1h時段的雨量過程及設計暴雨的計算成果。大圩鎮(zhèn)盤家村典型小流域暴雨計算結果見表2。

表2 靈川縣典型小流域設計暴雨量成果

3.3 設計暴雨時程分配

進行暴雨時程分配時，針對暴雨歷時大致與小流域匯流時間相等的時間為準，然后基于24h設計暴雨時程分配，確定暴雨歷時各時段的雨量。查廣西雨型分區(qū)圖，靈川縣屬于第1、6區(qū)，暴雨時程分配參照廣西分區(qū)綜合24h雨型表，根據(jù)匯流時間內(nèi)的雨序與典型雨序相同的原則進行降雨分配計算得到24h暴雨時程分配。以盤家100年一遇設計暴雨時程分配為例，結果如圖2所示。

圖2 盤家村100年一遇24h設計暴雨時程分配圖

4 設計洪水計算

4.1 凈雨分析

靈川縣所處產(chǎn)流分區(qū)為第1區(qū)和第2區(qū)，雨型分區(qū)屬于第1區(qū)和第6區(qū)，典型村落處于產(chǎn)流分區(qū)第2區(qū)。根據(jù)《查算圖表》查得，流域最大蓄水量為Wm=80mm，初損值取I0=24mm，流域平均入滲率8 mm/h，穩(wěn)定入滲率3mm/h。

4.2 典型頻率設計洪水計算

根據(jù)暴雨與洪水同頻率的假定，靈川縣沿河村落設計洪水頻率即設計暴雨頻率按《山洪災害分析評價技術要求》確定為5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇5種，本次研究[5]以盤家村為例，未進行可能最大洪水分析，設計洪水結果見表3。

表3 盤家村設計洪水結果（單位：m3/s）

4.3 成果合理性分析

查閱《廣西水文圖集（2001）》中的洪峰模數(shù)等值線圖可知，靈川縣20年一遇、50年一遇、100年一遇的洪峰模數(shù)分別為 15～45、20～65、25～75。本次計算的96個沿河村落20年一遇、50年一遇、100年一遇的洪峰模數(shù)分別在 11～58、13～70、15～79。 考慮到設計洪峰除了受設計暴雨影響之外，還受地形地貌、植被情況、河道長度、坡降等眾多因素影響，故從洪峰模數(shù)等值線圖來看，本次重點沿河村落設計洪水的計算結果基本合理。

5 分析評價與建議

5.1 防洪能力評價

在進行靈川縣沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力分析時，主要分析了防災對象成災水位對應洪峰流量的頻率，并根據(jù)需要輔助分析沿河道路、橋涵、沿河房屋地基等特征水位對應洪峰流量的頻率，統(tǒng)計確定成災水位（其他特征水位）、各頻率設計洪水位下的累計受威脅人口和房屋數(shù)，現(xiàn)狀防洪能力綜合評價見表4。

從表4可以看出：評價對象靈川縣的96個沿河村落中，總人口為13677人，位于極高危險區(qū)有2 150人，高危險區(qū)人口為1511人，危險區(qū)1395人，分別占總人口的20.6%、14.47%和13.36%。96個沿河村落中，4個沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力較高，大于100年一遇，其受溪河暴雨山洪災害影響的概率較低?，F(xiàn)狀防洪能力[6]在1-5年（含5年）一遇的村落有41個，5-20年 （含20年）一遇的有21個，20-100年（含100年）一遇的有30個。

表4 靈川縣防洪能力情況統(tǒng)計表

5.2 建議

靈川縣受洪水威脅地區(qū)較分散，危險區(qū)分布全縣各地，影響范圍極廣，損失也非常嚴重，其中主要集中在西北方向的兩水苗族鄉(xiāng)。隨著社會經(jīng)濟的快速增長，靈川縣各危險區(qū)受山洪災害影響也日漸突出，為進一步做好山洪災害防治工作，完善山洪災害防治信息，根據(jù)靈川縣實際情況，針對性地提出以下建議[7]：

1）補充完善山洪災害監(jiān)測預警站網(wǎng)。靈川縣現(xiàn)有自動監(jiān)測雨量站74個，簡易監(jiān)測雨量站398個，簡易水位站230個，無線預警廣播站281個，各監(jiān)測站點的布設位置應與防治區(qū)位置相吻合，在重點防治區(qū)應適當增加密度，以更好地監(jiān)測水雨情等相關情況。經(jīng)綜合分析，建議對全縣4個小流域增設監(jiān)測站點，布設位置分別位于南邊村、五千橋村、桐子園村以及活田村。

2）加強涉水工程的治理。據(jù)統(tǒng)計，全縣防治區(qū)內(nèi)共有77座橋，其中66座橋梁可能成為嚴重影響山洪預警的重要因素，下一步需逐步清除可能對下游村鎮(zhèn)構成嚴重威脅的隱患。

3）加強山洪溝的治理。靈川縣未治理山洪溝涉及蓮花村、大圩村、江頭坪、潮田村、蘭田村、大勒村、合群村、南圩村，建議采用“護岸及堤防工程，截洪溝，排洪渠和分洪道工程，溝道清淤疏浚工程及必要的谷坊、格柵壩、陡坡、跌水、滯洪帶、消力坑等”措施進行治理。

6 結語

根據(jù)對靈川縣的山洪災害分析評價，掌握了96個沿河村落小流域設計暴雨洪水特性、沿河村落現(xiàn)狀防洪能力、危險區(qū)等級公布、預警指標等成果，能為靈川縣三級（縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級、村級）山洪災害預警、預案編制、轉移、臨時安置、防災意識普及、群測群防等工作提供科學和詳細的信息支撐。

本次評價工作發(fā)現(xiàn)，基礎工作底圖與基礎數(shù)據(jù)（含氣象與水文資料、植被資料、土壤資料等）可以為分析評價提供較好的支撐。河道縱橫斷面資料對分析計算工作具有很大影響，從斷面地點選擇到斷面測量范圍存在許多需要改進的地方。

今后工作中，應當加強分析評價環(huán)節(jié)與野外作業(yè)環(huán)節(jié)的專業(yè)需求溝通，提升基礎資料的適用性。同時在山洪災害防治區(qū)內(nèi)，開展以建設監(jiān)測預警系統(tǒng)、強化群測群防體系、完善防御預案、宣傳防御知識、增強全民防災避災意識等非工程措施為主的建設工作，編制科學合理的山洪災害防御預案，構建完善的小流域山洪災害防災減災體系和防御責任體系，因地制宜地建成快捷準確的監(jiān)測、通信、預報、預警設施，并針對預案開展相關的宣傳、培訓和演練工作，加強宣傳教育，提高群眾的防災意識和自救能力，以保障山洪災害防治區(qū)內(nèi)群眾安全。