任六平
(呂梁市水文水資源勘測分局)
2012年7月27日,受副熱帶高壓邊緣西南暖濕氣流和北方冷空氣的共同作用,呂梁市的臨縣北部、興縣南部及陜西省的佳縣一帶發(fā)生了罕見的暴雨洪水。暴雨中心位于臨縣高家墕,降雨量達325 mm(調(diào)查值);暴雨區(qū)石白頭站,儀器記錄降雨量為220.6 mm。湫水河及沿黃河支流暴發(fā)兇涌洪水,洪災造成了人員傷亡和財產(chǎn)重大損失。洪水過后,我們迅速組織人力進行了實地調(diào)查,形成了以下成果。
據(jù)調(diào)查,本次洪災使臨縣23個鄉(xiāng)鎮(zhèn)512個行政村不同程度受災,受災行政村占臨縣行政村總數(shù)81.1%;受災人口達32.69萬,占全縣總?cè)丝?0.8%。受災嚴重的有臨泉、兔坂、八堡、克虎、曲峪、安家莊、石白頭等7個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))151個行政村的12.36萬人,估計造成直接經(jīng)濟損失高達14億元。
本次洪水調(diào)查,從2012年7月29日開始。調(diào)查河段布設(shè)在主雨區(qū)湫水河和沿黃支流上,共調(diào)查了8條河(溝)的8個斷面。
調(diào)查內(nèi)容包括洪水水面曲線及河段縱橫斷面。
調(diào)查河段一般選在河段基本順直、河床比較穩(wěn)定、河床組成及岸邊植被比較一致,控制條件較好處;河段內(nèi)無壅水、回水、分流及支流匯入等現(xiàn)象;斷面比較規(guī)整,且形狀及大小比較一致。當不能滿足這些條件時,盡量選擇向下游收縮的河段。采用GPS測量方法,高程系假定基面。洪痕為實地勘查與調(diào)查訪問相結(jié)合,訪問當?shù)貙@次洪水情況熟悉的居民,請他們指認洪痕,經(jīng)過反復對證分析,認為可靠后,即予標記洪水痕跡位置,并在河段上下游的不同斷面確定各自的洪痕,進行縱橫斷面、水面線及平面位置圖的測量。
對河段順直、斷面沿程變化較小的河段,按穩(wěn)定均勻流計算洪峰流量。計算采用曼寧公式:
式中:Qs——洪峰流量,m3/s;
A——過水斷面面積,m2;
S——水面比降;
n——河段平均糙率;
R——過水斷面水力半徑,m。
對斷面沿程變化較大的河段,洪峰流量按穩(wěn)定非均勻流計算。即選擇合適的河段布設(shè)上、下兩個斷面,測量各個洪痕及斷面。根據(jù)《河流流量測驗規(guī)范》(GB50179-93)第6.3.7條規(guī)定,當水流情勢為恒定流時,采用比降—面積法計算流量。計算公式:
式中:Qs——測算的流量,m3/s;
AU、AL——上、下水道斷面面積,m2;
g——重力加速度,g=9.81 m/s2;
Ls——上、下斷面間距,m;
S——水面比降;
ξ——斷面阻力系數(shù)(當河段收縮時宜取0,逐漸擴散時宜取0.3-0.5);
α——動能校正系數(shù),可取值1.10;
通過對各河段調(diào)查資料的整理、分析、計算,提出了各河段的洪水調(diào)查整編情況說明表、洪峰流量計算成果表、洪水痕跡及洪水情況調(diào)查表、水面比降圖、橫斷面測量成果表、橫斷面圖等圖表。根據(jù)上述方法計算的各調(diào)查河段的洪峰流量成果見表1。
表1 臨縣“20120727”洪水洪峰流量調(diào)查計算成果表
暴雨區(qū)內(nèi)的青涼寺河,設(shè)有楊家坡水文站;湫水河流域,設(shè)有林家坪水文站。本次調(diào)查,搜集了兩站的實測洪水過程資料。
楊家坡站實測洪水過程詳見表2。為便于分析,將表2數(shù)據(jù)點繪成圖1。從圖1可以看出,本次暴雨來勢兇猛,從8點48分開始,到9點42分即形成最大洪峰,隨后急劇下落,至下午4點基本消退。
林家坪站實測洪水過程詳見表3。為便于分析,將表3數(shù)據(jù)點繪成圖2。從圖2可以看出,本次暴雨來勢異常兇猛,從12點30分開始,在短短的6 min內(nèi),即形成最大洪峰,隨后急劇回落,至下午7點基本消退。
圖1 楊家坡水文站實測“20120727”洪水過程線
楊家坡水文站設(shè)立于1957年,控制流域面積283 km2,實測最大洪峰流量1 670 m3/s,發(fā)生于1961年。調(diào)查最大洪峰流量2 370 m3/s,發(fā)生于1951年。據(jù)設(shè)站以來歷年最大洪峰流量,并結(jié)合歷史洪水調(diào)查成果進行頻率分析,各頻率設(shè)計洪峰流量為Q1%=1 873 m3/s,Q2%=1 532 m3/s,Q5%=1 095 m3/s。比照7月27日實測洪峰流量1 020 m3/s,基本相當于20 a一遇。
表2 楊家坡水文站“20120727”洪水過程
圖2 林家坪水文站實測“20120727”洪水過程線
林家坪水文站設(shè)立于1954年,控制流域面積1 873 km2,多年平均最大洪峰流量953 m3/s。實測最大洪峰流量3 670 m3/s,發(fā)生于1967年。調(diào)查最大洪峰流量7 700 m3/s,發(fā)生于1875年。據(jù)設(shè)站以來歷年最大洪峰流量,并結(jié)合歷史洪水調(diào)查成果進行頻率分析,各頻率設(shè)計洪峰流量為Q1%=5 340 m3/s,Q2%=4 382 m3/s,Q5%=3 154 m3/s。比照7月27日實測洪峰流量1 340 m3/s,約相當于5 a一遇。
臨縣城區(qū)段洪峰流量調(diào)查值為1 881 m3/s,根據(jù)林家坪水文站洪峰流量頻率分析,用水文比擬法推求得臨縣城區(qū)段洪峰流量重現(xiàn)期約10 a一遇。
根據(jù)楊家坡站洪水過程資料可知,該站洪水于7月27日8時48分開始漲水,9時42分達到峰頂,洪峰流量1 020 m3/s,7月28日6時洪水落平。洪水歷時22 h,洪水總量729萬m3,徑流深25.5 mm,徑流系數(shù)0.26。
根據(jù)林家坪站洪水過程資料可知,該站洪水于7月27日12時30分開始漲水,12時36分達到峰頂,洪峰流量1 340 m3/s,28日8時洪水基本落平,洪水歷時20 h,洪水總量1 277萬m3,徑流深6.8 mm,徑流系數(shù)0.13(見表4)。
表3 林家坪水文站“20120727”洪水過程
表4 兩處水文站“20120727”洪水分析成果表
比照實測資料,本次調(diào)查的洪水成果基本上是合理的。
臨縣20120727洪水,重現(xiàn)期較小,但災情嚴重。為了做好防洪減災工作,特提出以下幾點建議。
近年來,調(diào)查區(qū)域沒有發(fā)生大的暴雨洪水,容易造成各級領(lǐng)導及全社會防汛意識的淡化,形成麻痹思想。因此,要加大宣傳力度,增強人們的防洪意識,使全社會充分認識防洪減災的重要性,齊心協(xié)力,防洪抗災。
地方政府要加大防洪設(shè)施建設(shè)的投資力度,興利除害,以小錢免大災。在防洪設(shè)施的設(shè)置與設(shè)計上,要根據(jù)防護需要,按照暴雨洪水自然特點,科學分析計算,既要提高標準,又要經(jīng)濟合理。
要加強河道的清障、清淤等日常管理,建立健全管理隊伍,完善管理制度與措施。嚴格基本建設(shè)項目(包括農(nóng)村房屋、道路建設(shè))審批,絕不允許侵占行洪河道。
要充分發(fā)揮現(xiàn)有水利工程的作用,在汛期要結(jié)合非工程措施,加強防汛管理,采用靈活機動的洪水調(diào)度方案,以保證安全度汛,避免暴雨洪水成災。