化州市山洪灾害典型历史洪水调查分析

洪 健

(广东省水文局湛江水文分局,广东 湛江 524037)



化州市山洪灾害典型历史洪水调查分析

洪 健

(广东省水文局湛江水文分局,广东 湛江 524037)

选取化州市3个典型流域,通过外业调查和测量获取化州市山洪灾害历史洪水调查成果,采用比降面积法计算洪峰流量,通过实测雨量资料推求设计洪水,推理公式和综合单位线来估算历史洪水重现期,可为山洪灾害调查评价以及防治工作提供参考。

山洪灾害；典型流域；洪水调查；频率分析

山丘地区小流域由于降雨引起的暴涨暴落的地表径流被称为山洪,其具有历时短、流速快、冲刷力强、破坏力大等特点[1]。近年我国突发性、局地性强降雨引发的山洪灾害频繁,导致大量人员伤亡,占洪涝灾害死亡总人数的比例呈上升趋势,群死群伤事件时有发生[2]。山洪灾害点多面广,预测预警难度大,受特殊的自然地理环境、极端灾害性天气以及经济社会活动等多种因素的影响。通过化州市典型流域的洪水调查,能够掌握山洪灾害历史洪水调查的一般方法,初步了解山洪灾害的形成规律和洪水特性。

1 化州市基本情况

化州市为茂名代管的县级市,位于广东省西南部,全市总面积为2 356.52 km2,现辖17个镇,5个街道办事处和1个开发试验区。2013年实现地区生产总值355.35 亿元,年末总人口为165.92万人。化州市位于珠江流域,境内有鉴江、九洲江、遂溪河三大河流,其中鉴江水系面积占88%,九州江、遂溪河水系面积占12%。全市河流长为1 039 km,多年平均径流总量为55.60亿m3。流域面积在100 km2以上的河流有15条,50～100 km2的河流有13条。

化州市属亚热带季风气候区,雨量充沛,强降雨比较集中,是洪涝灾害频发的地区。夏秋期间,台风暴雨频繁,容易导致北部山洪暴发,河水暴涨,中南部洪水泛滥,酿成水灾。2006年7月16日受热带风暴“碧利斯”影响,化州市局地降特大暴雨,文楼镇甲隆雨量站测得6 h雨量为296.0 mm,24 h雨量为386.5 mm。据统计,化州市7个镇发生严重洪涝灾害,受灾地区出现山洪暴发,山体滑坡,山泥倾泻,河流改道,民房被冲走或被埋没。全市受淹村庄71条,被洪水围困群众3 500人,受灾人口达26万人,因灾死亡2人,伤8人,倒塌或被泥石流埋没民房923间,损坏房屋2 412间,直接经济损失1.97亿元[3]。

2 历史洪水调查

2.1 典型流域与历史洪水选取

根据各种历史山洪文献资料,结合化州市的地形地貌和暴雨特性,选取了播扬河、旺耀河和甲隆河3个典型流域,收集与山洪灾害有关的暴雨、水位、流量等资料,若流域内无实测资料,选择条件类似的临近站点作为参考,本次收集平泰圩、平定圩、甲隆3个雨量站资料。典型流域与历史洪水信息见表1。

表1 化州市山洪灾害典型流域与历史洪水信息

2.2 历史洪水外业调查

历史洪水外业调查是通过实地访问、调查和测量等方式对典型历史山洪形成的水位、流量和重现期等情况进行考察。外业调查采用多星系统网络CORS进行测量,统一使用WGS 84坐标和国家85高程系统。按照有关技术要求对历史洪痕、河道横断面、纵断面(包括河底和水面高程)进行了测量,还拍摄了河道微地形、河床质、河岸植被覆盖情况以及典型的洪痕照片[4]。

3 洪峰流量与重现期

3.1 洪峰流量计算

通过历史洪水外业调查我们获取了洪痕高程、过水断面资料、河岸植被覆盖以及河床质等相关信息。本次典型流域内无实测流量资料,采用比降面积法计算洪峰流量,其计算公式如下[1]。

(1)

式中 Q为洪峰流量，m3/s； A为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；S为洪水比降；n为河床糙率。

相应水位下的过水断面面积F和水力半径R由控制断面求得,比降S由洪痕沿纵断面的分布求得,综合糙率n由河岸植被覆盖以及河床质特性确定,洪峰流量计算成果见表2。

当河水漫滩或越过堤防到达居民区时,房屋阻水作用明显,此处流速较小甚至存在死水区,未经处理直接计算导致流量偏大。为解决这种情况,通过设置虚拟堤防,使流量计算更加合理。虚拟堤防的设置原则主要考虑居民区房屋对洪水的影响,具体设置由过水断面与居民区的位置关系确定。

表2 典型流域洪峰流量计算成果

3.2 洪水频率分析

1) 有雨量资料流域的洪水频率分析

山洪灾害大多发生在小流域,实测水位、流量资料极度缺乏,对于有雨量资料的地区,可以通过实测暴雨资料来推求洪水。播扬河有平泰圩站42 a雨量资料,甲隆河有甲隆站32 a雨量资料。典型历史次洪水根据各自流域的暴雨、产汇流特性,选取合适的参数采用广东省综合单位线计算。经过分析计算,播扬河南子地村控制断面的洪峰流量为645 m3/s,甲隆河那楼村控制断面的洪峰流量为516 m3/s。设计洪水计算采用推理公式和广东省综合单位法,设计洪水成果见表3。由表3可知,推理公式和综合单位线推求的洪峰流量差值均在20%以内,设计洪水成果比较合理,选用综合单位线设计成果分析洪水频率。

播扬河流域2008年8月22日的洪峰流量为645 m3/s,超过表3中播扬河综合单位线20年一遇的洪峰流量566 m3/s,由此认为播扬河流域典型历史洪水的重现期为超20年一遇。甲隆河流域2006年7月16日的洪峰流量为516 m3/s,与表3中综合单位线50年一遇的洪峰流量503 m3/s接近,由此甲隆河流域典型历史洪水的重现期约为50年一遇。

表3 播扬河与甲隆河流域设计洪水成果

2) 无资料地区的洪水频率分析

旺耀河流域无长系列的实测资料,可以通过《广东省暴雨径流查算图表》分析洪水频率。根据最新编制的《广东省暴雨参数等值线图》,利用推理公式和广东省综合单位线推求旺耀河流域的设计洪水,设计洪水成果见表4。由表4可知,推理公式和综合单位线计算成果比较接近,不同频率洪峰流量相差在20%以内,旺耀河流域采用综合单位线成果。典型历史洪水的洪峰流量为328 m3/s,与综合单位线推求的20年一遇洪峰流量338 m3/s比较接近,认为旺耀河流域典型历史洪水重现期约为20年一遇。

表4 旺耀河流域设计洪水成果

4 结语

本文根据化州市历史山洪灾害记录,选取具有代表性的3个典型场次洪水,通过调查、分析和计算,得到了典型场次洪水的洪峰水位、流量以及重现期等成果,可为山洪灾害调查评价和防治提供参考。但由于山洪灾害具有来势凶猛、历时短和防御难等特点,往往对人民的生命财产安全构成严重威胁,因此需要进一步加强山洪灾害的形成规律和洪水特性研究。

[1] 李熊发.石场镇水沟“7·25”暴雨洪水调查分析[J].水利科技与经济, 2015, 21(9): 82-83．

[2] 郭良,刘昌军,丁留谦,等.开展全国山洪灾害调查评价的工作设想[J].中国水利,2012(23)：10-12.

[3] 化州市地方志编纂委员会.化州年鉴2013[M].广州: 广东人民出版社,2015.

[4] 唐学哲,刘昌军,张琦建,等.河南栾川县历史山洪灾害调查[J]. 中国防汛抗旱, 2015, 25(6): 70-72．

(本文责任编辑 王瑞兰)

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,工程师, 从事水文监测、水文分析和水情预报等工作。

TV122

B

1008-0112(2016)06-0012-03