宜昌市山洪灾害预警指标分析

周绍文 李琼

摘要：山洪灾害来势凶猛，预见期短，破坏性大，降雨是山洪的直接驱动力。雨量预警指标是解决山洪灾害预报，增加洪灾预见期的基础指标，本文以夷陵区为例介绍了宜昌市山洪灾害雨量预警指标的确定方法，为今后山洪灾害防治群策群防提供科学决策依据。

关键词：宜昌市；山洪灾害；预警指标

1 山洪灾害预警指标简述

山洪灾害是指由于降雨在山丘区引发的洪水灾害及由山洪诱发的泥石流、滑坡等对国民经济和人民生命财产造成损失的灾害，降雨量或雨强的控制性指标（临界雨量或临界雨强）是山洪灾害气象预报预警与制定综合防治规划方案的关键依据。

目前，山洪灾害预警指标的确定方法主要有灾害与降雨频率分析法、内插法、比拟法、区域临界雨量分析法、产汇流分析法、单站临界雨量分析法等。其中区域临界雨量分析法所确定的区域山洪灾害临界雨量可作为判断区域内有无山洪灾害发生的指标，但无法判别区域内受灾面积的大小及灾害严重程度；单站临界雨量法是通过对不同雨量站长系列资料进行综合对比分析筛选，计算出临界雨量值，对雨量站和雨量站点资料精度要求较高，预测结果准确度高。本文基于单站和区域临界雨量分析法，研究了雨量预警指标确定方法，取得了较为满意的效果。

2 山临界雨量预警指标确定过程

根據区域历史山洪灾害发生时的降雨情况及各地暴雨特性，结合小流域内的河道比降、人口密度、流域植被、地质灾害易发地等，根据现有雨量站的雨量资料，分析计算典型区域的临界雨量。主要分为以下步骤：

（1）典型区划分：以一个流域或区域划分典型区域，区域内包含若干条小流域，分区时，小流域尽量不要割开，区域内的地质条件和气象条件相差不大，区域内应设有一定数量的雨量站点；

（2）数据分析：根据区域历次山洪灾害发生的时间及雨量站资料，确定各站对应的1h、3h、6h、24h最大雨量、过程总雨量及其每项对应的起止时间。若过程时间跨度小于对应项的时段跨度，则不统计（如降雨过程小于6 小时，则不统计6 小时、24 小时最大雨量及其起止时间），但过程雨量必须统计。当降雨过程时间较长时（例如过程时间超过3 天），降雨强度可能会出现2个或以上的峰值，则统计最靠近灾害发生时刻各时间段最大雨量；

（3）单站和区域临界雨量计算：

单站临界雨量确定：假设区域内共有S个雨量站，共发生山洪灾害N次，共统计T个时间段的雨量，Rtij为t时段第i个雨量站第j次山洪灾害的最大雨量，则各站每个时间段N次统计值中，最小的一个为临界雨量初值，即初步认为这个值是临界雨量，计算公式如下：

区域临界雨量的初值确定：统计N次山洪灾害各时段最大雨量面平均值的最小值，即为各时段区域山洪临界雨量初值：

（4）临界雨量确定，利用单站临界雨量分析法计算典型区临界雨量。典型区临界雨量的取值有一变幅，一般在临界雨量初值和平均雨量值之间，也可适当外延，外延范围一般参考相邻各时段的临界雨量值。降雨量在该变幅内，典型区有可能发生山洪灾害。

3应用实例

3.1研究区域实况

夷陵区属典型的亚热带季风气候，四季分明，气候温和，光照充足，雨量适中是本区气候的主要特征，但由于海抜高程悬殊较大，气候垂直差异也较大，从北向南兼有亚热带和暖温带的特点。全区多年平均降雨量为990mm～1220mm之间，年平均日照1669小时，多年平均气温16.9℃，年平均蒸发量849mm。境内有中小河流30条（流域面积大于20平方公里、河道长度大于10公里），属山区河流，坡降陡、流速快。

利用典型区内已建成的15个雨量站1950年～2010年雨量资料筛选出夷陵区山洪灾害过程10次。

3.2单站临界雨量估算

在单站临界雨量计算时，依次求出单站临界雨量的平均值、最大值、最小值，典型区内雨量站山洪过程的各时间段最大值中的最小值，即为临界雨量初值；在区域临界雨量计算时，计算山洪过程典型区雨量站的各时段最大面平均值中的最小值，为区域临界雨量初值；在临界雨量初值的基础上，确定单站及区域临界雨量的变幅，这个变幅的取值区间为临界雨量。

3.3区域临界雨量估算

将分析计算的各时段单站临界雨量填在典型区对应站点上，通过勾绘等值线即临界雨量分布图，可估算出区域内每条小流域的临界雨量。从夷陵区典型区1h、3h、6h、24h临界雨量等值线图上查出夷陵区28条小流域临界雨量，综合考虑局部小区域的地质条件及经常发生山洪、崩塌、滑坡、泥石流等地的险工险段情况确定预警指标，成果如表3-1。

4实际应用

2012年8月19-20日，宜昌市夷陵区局部地区出现暴雨大暴雨，实测资料统计，夷陵区小流域新建雨量站点实测雨量1h、3h、6h达到预警指标并提前预警，紧急转移安置727人，在夷陵区抗击山洪灾害中发挥巨大作用，为今后山洪灾害防治群策群防提供科学决策依据。

5 结论和建议

山洪往往表现为一种小尺度的天气系统影响的结果，而且与复杂的下垫面地质条件关联，致灾雨量也各不相同，后续可根据山洪灾害系统收集的实时致灾暴雨洪水资料，对各小流域预警值进行调整，达到最合理可靠的预警值范围。同时在选用各时段雨量预警指标时，要综合考虑局部小区域的地质条件及经常发生山洪、崩塌、滑坡、泥石流等地的险工险段情况。对于山洪灾害易发区、有灾害前兆的地区、人口密集的村镇和重点防范的险工险段，应从严控制。

参考文献：

[1] 山东省水利厅.山东省山洪灾害防治规划[R].济南：山东省水利厅，2010.

[2] Au S W c.Rain-induced Slope Instability in Hong KongrJ].Engineering Geology。1998。51（1）：1-36.

[3] 哲.张鹏远。刘广成.黑龙江省山洪灾害防治临界雨量计算分析[J].黑龙江水利科技.2005.33（5）：6-6.

作者简介：

周绍文，湖北宜昌人，工程师，长期从事水文测验、水情预报、水资源分析评价。