洞庭湖平原區(qū)洪澇災(zāi)害分析評(píng)價(jià)方法研究
——以君山區(qū)為例

譚 軍，趙偉明，魏永強(qiáng)

（湖南省水利水電科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

1 項(xiàng)目背景

洪澇災(zāi)害作為自然災(zāi)害之一，其突發(fā)性強(qiáng)，破壞力大，預(yù)報(bào)預(yù)警難，在局部地區(qū)引發(fā)的災(zāi)害經(jīng)常是毀滅性的，防御相當(dāng)困難。

根據(jù)水利部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部印發(fā)的《加快災(zāi)后水利薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)實(shí)施方案》（水規(guī)計(jì)【2017】182號(hào)），農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)力爭(zhēng)到“十三五”末基本完成建設(shè)任務(wù)，切實(shí)提升基層防汛抗洪和防災(zāi)減災(zāi)能力。根據(jù)湖南省基層防汛工作調(diào)研，發(fā)現(xiàn)洞庭湖區(qū)大部分市、縣未進(jìn)行系統(tǒng)的洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作，不能全面、準(zhǔn)確地掌握洪澇災(zāi)害防治區(qū)分布范圍、人口分布、水文氣象、地形地貌、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、歷史洪澇災(zāi)害等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，缺少洪澇災(zāi)害威脅區(qū)域的詳細(xì)基礎(chǔ)資料，未進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)劃分，危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)居民情況有待進(jìn)一步查清，缺少針對(duì)洪澇災(zāi)害的定量預(yù)警指標(biāo)。為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作安排部署，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求，湖南省2018—2020 年實(shí)施農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)，各平原市、縣開展農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)項(xiàng)目洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作。努力提高農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警能力，不斷提升洪澇災(zāi)害綜合防御水平，最大限度減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求。

君山區(qū)地處岳陽市西郊，北倚長(zhǎng)江，南瀕洞庭湖，華容河、華洪運(yùn)河越境而過，三面環(huán)水。特殊的平原地形，豐沛而集中的降雨，造成君山區(qū)受災(zāi)害威脅嚴(yán)重，對(duì)區(qū)內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展造成山洪威脅，人與環(huán)境的矛盾異常突出。

君山區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作以全區(qū)為實(shí)施單元，全面調(diào)查了洪澇災(zāi)害分布范圍、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水文、歷史洪澇災(zāi)害、洪澇災(zāi)害威脅房屋、中小河流現(xiàn)狀防洪能力、防洪工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)、涉水工程現(xiàn)狀、災(zāi)害防治現(xiàn)狀等信息。最終確定低洼易澇村落25 個(gè)，其中一般村落23個(gè)，重點(diǎn)村落2 個(gè)；外洪威脅村落25 個(gè)，均為一般村落。

對(duì)君山區(qū)外業(yè)調(diào)查的25 個(gè)低洼易澇和25 個(gè)外洪威脅村落進(jìn)行洪澇災(zāi)害分析評(píng)價(jià)，通過暴雨、洪澇特征分析，確定低洼易澇和外洪威脅村落等防災(zāi)對(duì)象的現(xiàn)狀防洪能力，劃定危險(xiǎn)區(qū)，確定雨量預(yù)警指標(biāo)和水位（流量）預(yù)警指標(biāo)，建立了平原區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果數(shù)據(jù)庫，并與全國(guó)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果數(shù)據(jù)庫共享、共用。

2 低洼易澇村落分析評(píng)價(jià)

2.1 分析評(píng)價(jià)方法

低洼地區(qū)指近似封閉的比周圍地面低洼的地形，低洼村落因排水不良，中心部分常年積水，造成低洼易澇村落洪澇災(zāi)害嚴(yán)重?！掇r(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)技術(shù)要求（試行）》將低洼易澇村落定義為受暴雨和內(nèi)澇致災(zāi)并影響居民生命安全，最大淹沒水深達(dá)0.5 m 以上，或歷史上曾經(jīng)發(fā)生過人員傷亡的村落。

依據(jù)《農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)技術(shù)要求（試行）》和《湖南省平原區(qū)除澇體系建設(shè)規(guī)劃報(bào)告》，結(jié)合君山區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，低洼易澇村落分析評(píng)價(jià)方法如下：

1）基礎(chǔ)資料收集

排澇計(jì)算基礎(chǔ)資料主要指3 日設(shè)計(jì)暴雨及其點(diǎn)面系數(shù)和徑流系數(shù)。對(duì)1986 年“長(zhǎng)流規(guī)”采用成果進(jìn)行復(fù)核，驗(yàn)證原成果的代表性，確定湖南省平原區(qū)3 日設(shè)計(jì)暴雨成果、3 日暴雨點(diǎn)面系數(shù)、丘陵區(qū)3 日暴雨徑流系數(shù)、濱湖區(qū)3 日暴雨徑流系數(shù)、湖南省平原區(qū)1 日設(shè)計(jì)暴雨成果、湖南省平原區(qū)排水面積構(gòu)成。上述成果用于預(yù)警指標(biāo)計(jì)算和成果合理性驗(yàn)證。

2）產(chǎn)水量計(jì)算

采用徑流系數(shù)法，徑流深等于臨界面雨量乘徑流系數(shù)。徑流系數(shù)參考3 日暴雨徑流系數(shù)表取值，點(diǎn)面系數(shù)參考3 日暴雨點(diǎn)面系數(shù)表取值。徑流深結(jié)合各排區(qū)的電排面積可計(jì)算出各排區(qū)的產(chǎn)水量。電排面積由集水面積扣除撇洪面積、水庫攔蓄面積和自排面積。

3）排澇計(jì)算

排澇計(jì)算以水系相對(duì)獨(dú)立的治澇片為計(jì)算單元，其目的在于確定堤排流量和臨界雨量。根據(jù)湖南省各排區(qū)的實(shí)際情況，按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算：按電排面積用平均排除法進(jìn)行排澇計(jì)算，按3 日臨界暴雨產(chǎn)水量，扣除湖泊、河網(wǎng)調(diào)蓄量，5 天排完的排澇標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算；按電排面積用平均排除法進(jìn)行排澇計(jì)算，按1 日臨界暴雨產(chǎn)水量，扣除湖泊、河網(wǎng)調(diào)蓄量，3 天排完的排澇標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。

2.2 分析評(píng)價(jià)過程

根據(jù)《湖南省治澇規(guī)劃》報(bào)告，結(jié)合君山區(qū)低洼易澇災(zāi)害調(diào)查情況，可將君山區(qū)排澇區(qū)劃分為君山垸、建設(shè)垸、錢糧湖垸。

分片對(duì)君山區(qū)低洼易澇村落預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，過程如下：

1）水量均衡計(jì)算

君山垸位于君山區(qū)東南部，東南臨東洞庭湖，北依長(zhǎng)江，西與建新監(jiān)獄接壤，是一個(gè)三面環(huán)水形似盆狀的濱湖堤垸。其地理位置處于東徑112°56′～113°3′和北緯29°23′～29°30′之間。垸內(nèi)總面積91.428 km2，蓄洪面積91.428 km2。該垸總?cè)丝?6 374 人，耕地面積9.014 6 萬畝。主要內(nèi)湖濠河最低高程為19 m，面積5 307 畝。

建設(shè)垸位于君山西北部，東臨長(zhǎng)江，與湖北省監(jiān)利縣隔江相望，南與建新農(nóng)場(chǎng)唇齒相依，與君山垸、錢糧湖垸緊緊相連，西北部是丘陵地帶，天井山脈橫跨于縣界處與華容縣相壤，素有華容、君山、建新、錢糧湖的北大門之稱。地形為西北高、東南低，華洪運(yùn)河貫穿其中。

建設(shè)垸垸內(nèi)總面積167.54 km2，蓄洪面積104.6 km2。該垸總?cè)丝?9 440 人，其中廣興洲鎮(zhèn)38 180 人，許市鎮(zhèn)31 260 人。該垸耕地面積6.738 2 萬畝，主要內(nèi)湖團(tuán)湖面積2 400 畝。

錢糧湖垸位于君山區(qū)西部，東南臨東洞庭湖，北與華容縣接壤。其地理位置處于東徑112°37′～112°49′和北緯29°19′～29°32′之間，總面積為228 km2。華容河自調(diào)弦起經(jīng)華容縣蜿蜒橫貫該垸，將該垸分為3 個(gè)萬畝以上的堤垸，即南垸、北垸和小團(tuán)洲垸。錢糧湖垸垸內(nèi)總集雨面積228 km2，蓄洪面積228 km2。該垸總?cè)丝?5 871 人，其中錢糧湖鎮(zhèn)65 665 人，良心堡鎮(zhèn)30 206 人。該垸耕地面積18.076 7 萬畝，片內(nèi)主要湖泊為采桑湖、東北湖、七星湖、悅來河等大小湖泊組成的湖泊群。

收集分片排澇區(qū)排澇相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行水量均衡計(jì)算，結(jié)果如表1。

表1 君山區(qū)分片排澇區(qū)排澇參數(shù)表

2）臨界雨量計(jì)算

根據(jù)確定的君山區(qū)分片排澇區(qū)排澇參數(shù)，可以分別對(duì)3 日排澇對(duì)應(yīng)的1 日臨界雨量和5 日排水對(duì)應(yīng)的3日臨界雨量進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算過程和成果如表2 所示。

表2 君山區(qū)分片臨界雨量計(jì)算結(jié)果表

2.3 分析評(píng)價(jià)成果

根據(jù)君山區(qū)分片排澇區(qū)計(jì)算成果，結(jié)合全省治澇區(qū)工程規(guī)劃示意圖，可得到君山區(qū)低洼易澇村落預(yù)警雨量（表3）。

表3 君山區(qū)低洼易澇村落預(yù)警指標(biāo)計(jì)算成果表

3 外洪威脅村落分析評(píng)價(jià)

3.1 分析評(píng)價(jià)方法

《農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)技術(shù)要求（試行）》定義外洪威脅村落是指受中小河流、湖泊等堤防漫溢或倒灌等洪水威脅并影響居民生命安全的沿河村落。通過分析中小河流防洪規(guī)劃和防洪工程設(shè)計(jì)資料，根據(jù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)和歷史洪澇災(zāi)害情況，可以推算外洪威脅村落河道控制斷面防洪標(biāo)準(zhǔn)，劃分外洪威脅村落的危險(xiǎn)等級(jí)，確定水位（流量）預(yù)警指標(biāo)。南方地區(qū)還應(yīng)考慮河網(wǎng)（湖網(wǎng)）地區(qū)受洪水漫溢或倒灌威脅的村落，其成災(zāi)洪水由控制斷面水位控制，可由工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定控制斷面成災(zāi)水位。

外洪威脅村落預(yù)警水位（流量）按照如下方法確定：

1）在水文站附近設(shè)有控制斷面的

收集水文站實(shí)測(cè)水位和流量資料，確定水位-流量關(guān)系曲線。在有堤防的村落根據(jù)堤防高程、河道的告警和汛限水位確定預(yù)警水位；在無堤防的村落根據(jù)房屋最低高程確定預(yù)警水位。

2）控制斷面附近無水文站的僅設(shè)置水位預(yù)警指標(biāo)。

3.2 分析評(píng)價(jià)示例

1）確定控制斷面位置

錢糧湖鎮(zhèn)牛奶湖村處于華容河流域，控制斷面處于華容河南支中下游，斷面位置見圖1。

圖1 錢糧湖鎮(zhèn)牛奶湖村控制斷面位置

2）確定控制斷面預(yù)警指標(biāo)

根據(jù)調(diào)查，君山區(qū)錢糧湖鎮(zhèn)牛奶湖村防護(hù)堤防高程為36.5 m，華容河警戒水位33.5 m，保證水位35.00 m，歷史最高水位為36.21 m。依此設(shè)定錢糧湖鎮(zhèn)牛奶湖村預(yù)警水位為34.6 m。

3.3 分析評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)君山區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查成果，結(jié)合君山區(qū)高程信息和防汛調(diào)度圖，外洪威脅村落計(jì)算預(yù)警指標(biāo)見表4。

表4 君山區(qū)外洪威脅村落預(yù)警指標(biāo)計(jì)算成果表

君山區(qū)的外洪威脅村落主要集中在華容河、藕池河、華洪運(yùn)河等流域的錢糧湖鎮(zhèn)、良心堡鎮(zhèn)、廣興洲鎮(zhèn)、柳林洲街道等鄉(xiāng)鎮(zhèn)；低洼易澇村落主要分布在柳林洲街道、廣興洲鎮(zhèn)、錢糧湖鎮(zhèn)、良心堡鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。外洪威脅和低洼易澇防治情況如圖2、圖3。

圖2 君山區(qū)低洼易澇風(fēng)險(xiǎn)圖

圖3 君山區(qū)外洪威脅風(fēng)險(xiǎn)圖

4 結(jié) 語

通過君山區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)，全區(qū)共有低洼易澇村落25 個(gè)，其中一般村落23 個(gè)，重點(diǎn)村落2 個(gè)，并確定低洼易澇村落24 h 和72 h 雨量預(yù)警指標(biāo)；外洪威脅村落25 個(gè)，均為一般村落。并確定外洪威脅村落水位預(yù)警指標(biāo)。

農(nóng)村基層洪澇災(zāi)害具有水流擴(kuò)散慢、波及范圍廣、行洪速度緩慢、淹沒時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，同時(shí)，平原地區(qū)的洪澇災(zāi)害往往相互交織，外洪頂托和澇水難排加重了內(nèi)澇災(zāi)害。因此，在區(qū)域洪澇災(zāi)害防治過程中，應(yīng)該徹底清除阻水工程，充分發(fā)揮現(xiàn)有工程的作用。

防汛除澇工作中，工防是基礎(chǔ)，人防是關(guān)鍵。降雨是自然現(xiàn)象，通過工程措施可以消減洪峰，但遇到超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，光靠現(xiàn)有的工程措施很難達(dá)到預(yù)想效果，只有充分掌握洪水發(fā)生發(fā)展情況，準(zhǔn)確及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，做出合理調(diào)度，才能使損失降低到最低限度。