洪 健

(廣東省水文局湛江水文分局,廣東 湛江 524037)

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化州市山洪災(zāi)害典型歷史洪水調(diào)查分析

洪 健

(廣東省水文局湛江水文分局,廣東 湛江 524037)

選取化州市3個(gè)典型流域,通過(guò)外業(yè)調(diào)查和測(cè)量獲取化州市山洪災(zāi)害歷史洪水調(diào)查成果,采用比降面積法計(jì)算洪峰流量,通過(guò)實(shí)測(cè)雨量資料推求設(shè)計(jì)洪水,推理公式和綜合單位線來(lái)估算歷史洪水重現(xiàn)期,可為山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)以及防治工作提供參考。

山洪災(zāi)害；典型流域；洪水調(diào)查；頻率分析

山丘地區(qū)小流域由于降雨引起的暴漲暴落的地表徑流被稱(chēng)為山洪,其具有歷時(shí)短、流速快、沖刷力強(qiáng)、破壞力大等特點(diǎn)[1]。近年我國(guó)突發(fā)性、局地性強(qiáng)降雨引發(fā)的山洪災(zāi)害頻繁,導(dǎo)致大量人員傷亡,占洪澇災(zāi)害死亡總?cè)藬?shù)的比例呈上升趨勢(shì),群死群傷事件時(shí)有發(fā)生[2]。山洪災(zāi)害點(diǎn)多面廣,預(yù)測(cè)預(yù)警難度大,受特殊的自然地理環(huán)境、極端災(zāi)害性天氣以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)等多種因素的影響。通過(guò)化州市典型流域的洪水調(diào)查,能夠掌握山洪災(zāi)害歷史洪水調(diào)查的一般方法,初步了解山洪災(zāi)害的形成規(guī)律和洪水特性。

1 化州市基本情況

化州市為茂名代管的縣級(jí)市,位于廣東省西南部,全市總面積為2 356.52 km2,現(xiàn)轄17個(gè)鎮(zhèn),5個(gè)街道辦事處和1個(gè)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)。2013年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值355.35 億元,年末總?cè)丝跒?65.92萬(wàn)人?；菔形挥谥榻饔?境內(nèi)有鑒江、九洲江、遂溪河三大河流,其中鑒江水系面積占88%,九州江、遂溪河水系面積占12%。全市河流長(zhǎng)為1 039 km,多年平均徑流總量為55.60億m3。流域面積在100 km2以上的河流有15條,50～100 km2的河流有13條。

化州市屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),雨量充沛,強(qiáng)降雨比較集中,是洪澇災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)。夏秋期間,臺(tái)風(fēng)暴雨頻繁,容易導(dǎo)致北部山洪暴發(fā),河水暴漲,中南部洪水泛濫,釀成水災(zāi)。2006年7月16日受熱帶風(fēng)暴“碧利斯”影響,化州市局地降特大暴雨,文樓鎮(zhèn)甲隆雨量站測(cè)得6 h雨量為296.0 mm,24 h雨量為386.5 mm。據(jù)統(tǒng)計(jì),化州市7個(gè)鎮(zhèn)發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害,受災(zāi)地區(qū)出現(xiàn)山洪暴發(fā),山體滑坡,山泥傾瀉,河流改道,民房被沖走或被埋沒(méi)。全市受淹村莊71條,被洪水圍困群眾3 500人,受災(zāi)人口達(dá)26萬(wàn)人,因?yàn)?zāi)死亡2人,傷8人,倒塌或被泥石流埋沒(méi)民房923間,損壞房屋2 412間,直接經(jīng)濟(jì)損失1.97億元[3]。

2 歷史洪水調(diào)查

2.1 典型流域與歷史洪水選取

根據(jù)各種歷史山洪文獻(xiàn)資料,結(jié)合化州市的地形地貌和暴雨特性,選取了播揚(yáng)河、旺耀河和甲隆河3個(gè)典型流域,收集與山洪災(zāi)害有關(guān)的暴雨、水位、流量等資料,若流域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)資料,選擇條件類(lèi)似的臨近站點(diǎn)作為參考,本次收集平泰圩、平定圩、甲隆3個(gè)雨量站資料。典型流域與歷史洪水信息見(jiàn)表1。

表1 化州市山洪災(zāi)害典型流域與歷史洪水信息

2.2 歷史洪水外業(yè)調(diào)查

歷史洪水外業(yè)調(diào)查是通過(guò)實(shí)地訪問(wèn)、調(diào)查和測(cè)量等方式對(duì)典型歷史山洪形成的水位、流量和重現(xiàn)期等情況進(jìn)行考察。外業(yè)調(diào)查采用多星系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)CORS進(jìn)行測(cè)量,統(tǒng)一使用WGS 84坐標(biāo)和國(guó)家85高程系統(tǒng)。按照有關(guān)技術(shù)要求對(duì)歷史洪痕、河道橫斷面、縱斷面(包括河底和水面高程)進(jìn)行了測(cè)量,還拍攝了河道微地形、河床質(zhì)、河岸植被覆蓋情況以及典型的洪痕照片[4]。

3 洪峰流量與重現(xiàn)期

3.1 洪峰流量計(jì)算

通過(guò)歷史洪水外業(yè)調(diào)查我們獲取了洪痕高程、過(guò)水?dāng)嗝尜Y料、河岸植被覆蓋以及河床質(zhì)等相關(guān)信息。本次典型流域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)流量資料,采用比降面積法計(jì)算洪峰流量,其計(jì)算公式如下[1]。

(1)

式中 Q為洪峰流量，m3/s； A為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；R為水力半徑，m；S為洪水比降；n為河床糙率。

相應(yīng)水位下的過(guò)水?dāng)嗝婷娣eF和水力半徑R由控制斷面求得,比降S由洪痕沿縱斷面的分布求得,綜合糙率n由河岸植被覆蓋以及河床質(zhì)特性確定,洪峰流量計(jì)算成果見(jiàn)表2。

當(dāng)河水漫灘或越過(guò)堤防到達(dá)居民區(qū)時(shí),房屋阻水作用明顯,此處流速較小甚至存在死水區(qū),未經(jīng)處理直接計(jì)算導(dǎo)致流量偏大。為解決這種情況,通過(guò)設(shè)置虛擬堤防,使流量計(jì)算更加合理。虛擬堤防的設(shè)置原則主要考慮居民區(qū)房屋對(duì)洪水的影響,具體設(shè)置由過(guò)水?dāng)嗝媾c居民區(qū)的位置關(guān)系確定。

表2 典型流域洪峰流量計(jì)算成果

3.2 洪水頻率分析

1) 有雨量資料流域的洪水頻率分析

山洪災(zāi)害大多發(fā)生在小流域,實(shí)測(cè)水位、流量資料極度缺乏,對(duì)于有雨量資料的地區(qū),可以通過(guò)實(shí)測(cè)暴雨資料來(lái)推求洪水。播揚(yáng)河有平泰圩站42 a雨量資料,甲隆河有甲隆站32 a雨量資料。典型歷史次洪水根據(jù)各自流域的暴雨、產(chǎn)匯流特性,選取合適的參數(shù)采用廣東省綜合單位線計(jì)算。經(jīng)過(guò)分析計(jì)算,播揚(yáng)河南子地村控制斷面的洪峰流量為645 m3/s,甲隆河那樓村控制斷面的洪峰流量為516 m3/s。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用推理公式和廣東省綜合單位法,設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表3。由表3可知,推理公式和綜合單位線推求的洪峰流量差值均在20%以?xún)?nèi),設(shè)計(jì)洪水成果比較合理,選用綜合單位線設(shè)計(jì)成果分析洪水頻率。

播揚(yáng)河流域2008年8月22日的洪峰流量為645 m3/s,超過(guò)表3中播揚(yáng)河綜合單位線20年一遇的洪峰流量566 m3/s,由此認(rèn)為播揚(yáng)河流域典型歷史洪水的重現(xiàn)期為超20年一遇。甲隆河流域2006年7月16日的洪峰流量為516 m3/s,與表3中綜合單位線50年一遇的洪峰流量503 m3/s接近,由此甲隆河流域典型歷史洪水的重現(xiàn)期約為50年一遇。

表3 播揚(yáng)河與甲隆河流域設(shè)計(jì)洪水成果

2) 無(wú)資料地區(qū)的洪水頻率分析

旺耀河流域無(wú)長(zhǎng)系列的實(shí)測(cè)資料,可以通過(guò)《廣東省暴雨徑流查算圖表》分析洪水頻率。根據(jù)最新編制的《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》,利用推理公式和廣東省綜合單位線推求旺耀河流域的設(shè)計(jì)洪水,設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表4。由表4可知,推理公式和綜合單位線計(jì)算成果比較接近,不同頻率洪峰流量相差在20%以?xún)?nèi),旺耀河流域采用綜合單位線成果。典型歷史洪水的洪峰流量為328 m3/s,與綜合單位線推求的20年一遇洪峰流量338 m3/s比較接近,認(rèn)為旺耀河流域典型歷史洪水重現(xiàn)期約為20年一遇。

表4 旺耀河流域設(shè)計(jì)洪水成果

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)化州市歷史山洪災(zāi)害記錄,選取具有代表性的3個(gè)典型場(chǎng)次洪水,通過(guò)調(diào)查、分析和計(jì)算,得到了典型場(chǎng)次洪水的洪峰水位、流量以及重現(xiàn)期等成果,可為山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)和防治提供參考。但由于山洪災(zāi)害具有來(lái)勢(shì)兇猛、歷時(shí)短和防御難等特點(diǎn),往往對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)山洪災(zāi)害的形成規(guī)律和洪水特性研究。

[1] 李熊發(fā).石場(chǎng)鎮(zhèn)水溝“7·25”暴雨洪水調(diào)查分析[J].水利科技與經(jīng)濟(jì), 2015, 21(9): 82-83．

[2] 郭良,劉昌軍,丁留謙,等.開(kāi)展全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)的工作設(shè)想[J].中國(guó)水利,2012(23)：10-12.

[3] 化州市地方志編纂委員會(huì).化州年鑒2013[M].廣州: 廣東人民出版社,2015.

[4] 唐學(xué)哲,劉昌軍,張琦建,等.河南欒川縣歷史山洪災(zāi)害調(diào)查[J]. 中國(guó)防汛抗旱, 2015, 25(6): 70-72．

(本文責(zé)任編輯 王瑞蘭)

Investigation and Analysis on the Typical Historical Flood of Mountain Torrent Disaster in Huazhou County

HONG Jian

(Zhanjiang Branch of Guangdong Hydrology Bureau, Zhanjiang 524037, China)

By selecting three typical watershed in Huazhou county, historical flood investigation results are made through field investigation and measurement for mountain torrent disaster. The peak flow by the slope-area method is calculated, and historical flood return period is estimated through the inference of the measured rainfall, reasoning formula and synthesis unit line , which can provide a reference for investigation and evaluation on mountain torrent disaster.

mountain torrent disaster； typical basin； survey；frequency analysis

2016-03-23;

2016-06-03

洪健(1984),男,本科,工程師, 從事水文監(jiān)測(cè)、水文分析和水情預(yù)報(bào)等工作。

TV122

B

1008-0112(2016)06-0012-03