安徽省金寨縣城區(qū)山洪影響調(diào)查評(píng)價(jià)與預(yù)警分析

李 慶

一、背景

（一）自然地理

金寨縣地處大別山腹地，平均海拔500m，地勢(shì)自西南向東北傾斜，境內(nèi)河流屬淮河流域，有史河和西淠河兩大干流。全縣屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，季風(fēng)明顯，夏雨集中。降水成因多為東南沿海暖濕氣流內(nèi)侵，四川盆地低壓東移以及強(qiáng)臺(tái)風(fēng)邊緣影響。降水量隨地形的抬高而遞增的現(xiàn)象較明顯，在大別山主體形成一個(gè)多雨中心，根據(jù)1951年以來的實(shí)測(cè)水文資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降雨量為1431mm。

（二）水利工程概況

1.梅山水庫

位于金寨縣城南側(cè)1km 處，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大Ⅰ型水電工程。水庫樞紐工程由水庫大壩、泄水設(shè)備、發(fā)電設(shè)備等組成。攔河壩為連拱壩，長311.5m,最大壩高88.24m。

2.紅石咀樞紐工程

淠史杭灌區(qū)史河渠首工程，距梅山水庫大壩約10km，整個(gè)樞紐工程由滾水壩、史河總干渠進(jìn)水閘、南干渠進(jìn)水閘組成，滾水壩壩頂高程69.20m，設(shè)計(jì)安全泄量5000m3/s。

3.梅山城區(qū)段堤防

梅山鎮(zhèn)史河老城區(qū)段現(xiàn)有堤防5.3km，其中3.6km分布于4 號(hào)橋以上。新城區(qū)江店鎮(zhèn)現(xiàn)狀防洪的主要對(duì)象是洪家河、三岔河洪水，其中洪家河下游段結(jié)合城區(qū)開發(fā)，現(xiàn)已建約1.8km 長的防洪墻，墻頂高程66.65～69.82m，其他河道兩岸基本無完整堤防，僅靠兩岸現(xiàn)有局部高地防洪，遇較大洪水就會(huì)漫溢。

4.橋梁工程

本次調(diào)查測(cè)區(qū)內(nèi)共有7 座橋，從上游至下游依次編號(hào)為1～7 號(hào)橋。

二、水庫調(diào)度和下游保護(hù)對(duì)象及防洪標(biāo)準(zhǔn)

（一）水庫調(diào)度原則

梅山水庫水位在125.27m 以上,預(yù)留4.07×108m3庫容擔(dān)負(fù)淮干蓄洪任務(wù)，庫水位超過131.70m 時(shí)，除發(fā)電泄洪外，隧洞、溢洪道全開泄洪，并確保大壩安全。水庫調(diào)度按省防指批準(zhǔn)控制運(yùn)用計(jì)劃調(diào)度，當(dāng)淮干正陽關(guān)水位達(dá)到26.00m 時(shí)，該庫的防洪調(diào)度由淮委下達(dá)調(diào)度指令，省防指下達(dá)調(diào)度令執(zhí)行。

（二）下游保護(hù)對(duì)象及現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)

金寨縣城的防汛任務(wù)主要是水利、水電工程本身的安全度汛和洪水危及區(qū)域的防汛搶險(xiǎn)。

金寨縣老城區(qū)雖然上游建有梅山水庫,但城區(qū)四面環(huán)山,由于部分山地開發(fā)過度,水土流失嚴(yán)重,造成溝河堵塞、河床抬高，降低原有的排水功能，致使城市局部地區(qū)常受季節(jié)性山洪的侵?jǐn)_或威脅。同時(shí)，城市現(xiàn)有防洪設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)低、基礎(chǔ)差，現(xiàn)有的防洪墻高度不夠及部分地區(qū)缺乏防洪設(shè)施。城關(guān)地區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)是確保防洪大堤抗御20年一遇的洪水襲擊。

（三）規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)

參照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)保護(hù)對(duì)象的重要程度，分別采用不同的防洪標(biāo)準(zhǔn)。金寨縣老城區(qū)為一般城鎮(zhèn)，結(jié)合現(xiàn)狀和城市發(fā)展，擬定其防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御20年一遇洪水。

梅山水庫完成除險(xiǎn)加固，正常蓄水位128.00m，汛限水位125.27m，防洪高水位133.00m。能使水庫達(dá)到為淮干蓄洪5×108m3后還能滿足500年一遇設(shè)計(jì)、5000年一遇校核洪水，同時(shí)按汛限水位控制時(shí)能滿足下泄河道1200m3/s 安全泄量的要求。

三、洪澇災(zāi)害

金寨縣是一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，主要有洪澇、干旱、低溫、陰雨、冰雹、大風(fēng)、泥石流、地震、雪災(zāi)和蟲災(zāi)等。其中以洪澇災(zāi)害最為嚴(yán)重。新中國成立后區(qū)域歷史洪水災(zāi)害主要有：19540711 號(hào)洪水，3日雨量175mm，指定斷面水位74.5m，入庫洪峰流量4380m3/s，田地、塘、堰壩嚴(yán)重?fù)p毀。19690715 號(hào)洪水，3日雨量為241mm，指定斷面水位72.48m，入庫洪峰流量13978m3/s，出庫洪峰流量1560m3/s，3 號(hào)橋面上水，水深達(dá)0.58m，梅山糧站、縣人民醫(yī)院住院部等地河水滿溢出河床，由于當(dāng)時(shí)城鎮(zhèn)規(guī)模較小，發(fā)展落后，經(jīng)濟(jì)損失并不嚴(yán)重。19910710 號(hào)洪水，3日雨量361mm，指定斷面水位74.52m，入庫洪峰流量8500m3/s，出庫洪峰流量3010m3/s，洪水漫溢出槽，縣城大部分街道進(jìn)水2m以上，最深進(jìn)水達(dá)3～4m。1991年的特大暴雨洪水中，全縣受災(zāi)人口50870 人，因?yàn)?zāi)倒塌房屋41659 間，造成直接經(jīng)濟(jì)損失6.044 億元，其中城區(qū)80%地段被洪水淹沒，受災(zāi)面積達(dá)3.2km2，受災(zāi)人口2 萬人，倒塌房屋2500 間計(jì)50000m2，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.1 億元，災(zāi)情損失為新中國成立以來之最。20030711 號(hào)洪水，3日雨量223.5mm，指定斷面水位71.36m，入庫洪峰流量7400m3/s，出庫洪峰流量970m3/s，未造成災(zāi)害損失。

四、調(diào)查布局

金寨縣城梅山老城區(qū)位于梅山水庫壩下約1km，本次調(diào)查覆蓋了中心城區(qū)全境，居民宅基高程以小型飛機(jī)航測(cè)方式獲取，后臺(tái)依據(jù)航拍成果提取每一個(gè)建筑物的房屋基礎(chǔ)高程，同時(shí)對(duì)企、事業(yè)單位，學(xué)校、醫(yī)院等名錄進(jìn)行實(shí)地校驗(yàn)。洪水調(diào)查重點(diǎn)是20160709 號(hào)洪水，采集洪痕17 處，并對(duì)水面線的高程進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量。測(cè)量河道橫斷面48 處，縱斷面156 處。實(shí)測(cè)11 號(hào)斷面與梅山水文站測(cè)流斷面基本一致，取11 號(hào)斷面作為指定斷面。指定斷面圖見圖1。

圖1 指定斷面圖（11 號(hào)斷面）

五、影響評(píng)價(jià)分析

（一）設(shè)計(jì)流量

根據(jù)梅山水文站歷年實(shí)測(cè)洪峰流量資料，采用P-Ⅲ頻率曲線，經(jīng)適線分析，均值Q 為402.1m3/s，Cv為1.52，Cs=4.0。經(jīng)計(jì)算得出5年、10年、20年、50年、100年一遇洪峰流量分別為540m3/s、1014m3/s、1576m3/s、2403m3/s、3072m3/s。梅山水文站不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量成果見表1。

表1 梅山水庫不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

（二）水位流量關(guān)系

梅山水庫大壩下游1560m 建有梅山水文站，測(cè)驗(yàn)河段順直長度約100m，寬150m，斷面形態(tài)為單式斷面，河床系沙卵石組成，沖淤變化較小。兩岸均為漿砌石護(hù)堤，河堤（河濱路）路面高程在72.50m 左右，右岸河濱路外為山體，左岸為梅山老城區(qū)街道，因此水位在72.50m 以下基本斷面控制良好，水位在72.50m 以上時(shí)，左岸水漫護(hù)堤進(jìn)入城區(qū)街道，斷面無法控制。梅山水文站基本斷面綜合水位流量關(guān)系曲線是依據(jù)1991年、2003年、2005年實(shí)測(cè)流量率定出來的。本次評(píng)價(jià)增加2016年實(shí)測(cè)資料進(jìn)行重新率定，其水位流量關(guān)系見表2。

表2 梅山水庫壩下水位流量關(guān)系表

（三）設(shè)計(jì)水位

由指定斷面（斷面11）水位流量關(guān)系，推算不同頻率設(shè)計(jì)流量下的指定斷面的洪水位，指定斷面洪水設(shè)計(jì)成果見表3。

表3 指定斷面設(shè)計(jì)洪水成果表

經(jīng)計(jì)算，指定斷面100年一遇設(shè)計(jì)水位為75.51m，50年一遇設(shè)計(jì)水位為74.46m，20年一遇設(shè)計(jì)水位為72.76m，10年一遇設(shè)計(jì)水位為71.11m，5年一遇設(shè)計(jì)水位為69.66m。

（四）成災(zāi)水位

基于房屋基礎(chǔ)高程、沿河洪痕投影結(jié)果，綜合考慮典型洪水（20160709 號(hào)）水面線、河道縱斷面、沿河堰壩因素，依照短板效應(yīng)原則確定成災(zāi)水面線，并以水文站位代表斷面確定成災(zāi)水位。沿河無擋水構(gòu)筑時(shí)，成災(zāi)水面線可以直接依據(jù)房屋基礎(chǔ)高程與洪痕雙投影后，依據(jù)最先淹沒的點(diǎn)確定成災(zāi)水位，由指定代表斷面上成災(zāi)水面線的值作為成災(zāi)水位。

鑒于史河梅山水庫壩下金寨縣梅山城區(qū)段曾經(jīng)有過不同階段的防洪治理，大部分河段建設(shè)了防洪堤，非天然轉(zhuǎn)狀態(tài)下確定成災(zāi)水位需要據(jù)實(shí)研判，由多要素綜合投影成果圖顯示，起點(diǎn)距3950m 左右，左側(cè)堤頂高程相對(duì)高程最低，此位置堤頂高程70.62m 作為致災(zāi)水位，換算到指定斷面致災(zāi)水位為71.50m。

綜合考慮以上因素，以梅山水文站為代表斷面，成災(zāi)水位為71.5m，比20160709 號(hào)洪水高0.78m，成災(zāi)流量為1160m3/s。

（五）洪水風(fēng)險(xiǎn)

金寨縣縣城梅山老城區(qū)為一般城鎮(zhèn)，規(guī)劃其防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御20年一遇洪水，區(qū)域河段雖經(jīng)過整治，但由于受地形限制，局部河段防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇。經(jīng)分析，當(dāng)測(cè)區(qū)河段發(fā)生15年一遇的洪水時(shí)，發(fā)生洪水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)很高。

六、預(yù)警水位

根據(jù)以上分析為代表斷面（梅山水文站），成災(zāi)水位為71.5m，成災(zāi)流量為1160m3/s。結(jié)合河段的洪水特性和堤防的現(xiàn)狀，指定斷面處警戒水位取成災(zāi)水位以下0.50m 較為合適，即代表斷面預(yù)警水位為71.00m，相應(yīng)流量為980m3/s，約為10年一遇。沿河警戒水面線成果圖見圖2。

圖2 沿河警戒水面線成果圖

七、結(jié)語

金寨縣城梅山老城區(qū)防洪主要依賴于水庫的蓄洪削峰作用，依據(jù)現(xiàn)狀工程體系，防洪標(biāo)準(zhǔn)約為15年一遇，代表斷面（梅山水文站測(cè)流斷面）致災(zāi)水位為71.50m，致災(zāi)流量為1160m3/s；預(yù)警水位為71.00m，相應(yīng)流量為980m3/s，防洪標(biāo)準(zhǔn)約為10年一遇，當(dāng)區(qū)域發(fā)生15年一遇洪水時(shí)，發(fā)生災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)很高。

基于現(xiàn)狀的金寨縣城鎮(zhèn)的防洪能力，應(yīng)盡快推進(jìn)工程治理措施，補(bǔ)齊短板弱項(xiàng)，真正實(shí)現(xiàn)區(qū)域河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20年一遇，實(shí)現(xiàn)由降低災(zāi)害損失向降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的轉(zhuǎn)變■