基于Arcgis的永济市山洪灾害分析评价研究

刘泽云

摘 要 本文在永济市前期山洪灾害调查的基础上，基于Arcgis软件，深入分析了永济市山洪灾害防治区暴雨洪水特性，选用合适的设计暴雨洪水计算方法和分析评价方法，综合分析防治区沿河村落的防洪现状，划分山洪灾害危险区，分析确定预警指标。

关键词 山洪灾害 危险区 预警指标

中图分类号：P931 文献标识码：A

0引言

我国山洪灾害频发，其历时短、涨幅大，洪峰高、水量集中、成灾迅速、破坏力大等特点，对人民生命财产造成严重危害。近年来，国内外对山洪灾害有许多研究成果，康爱卿对于山西省的山洪灾害调查评价工作进行了分析与技术探讨，提出了相应的对策建议。本文基于Arcgis软件对永济市山洪灾害进行了分析评价。

1材料和方法

1.1研究区概况

永济市位于山西省西南部，运城盆地西南角。西临黄河，南依中条山与芮城接壤，东邻运城市，北接临猗县。东西长49km，南北宽43.5km，总面积1221.06km2。

永济市属温带大陆性气候，全市年平均气温13.5℃，年平均降水量在500～550mm之间，年平均日照2272.5小时，无霜期216天，春、夏、秋、冬四季分明，光、热、水源充足，极利于小麦、棉花等多种植物生长。

永济市地处山、塬、河的交汇处。山与河之间为长条平川，黄河川道区有阶地、滩地和水面，东北侧为河水冲积平面，地形较为复杂。全市现有的1座小Ⅱ型水库及13座小塘坝，30条沟道，大多位于中条山的前沿，易受到山洪灾害的威胁的有18条沟道下游的村庄。

1.2 研究方法

1.2.1基础资料准备

（1）流域特征值

结合沿河村落分布情况和分析评价需要，选用测绘院提供的2.5m精度的永济市遥感影像图，分析沿河村落的洪水组成，对小流域进行划分。永济市各重点防治区横纵断面数据、沿河村落居民点高程采用测绘院提供数据，用于计算水位人口关系曲线。

（2）其他资料

收集了永济市境内的蒸发资料，以及《山西省水文手册》中有关永济市设计暴雨和设计洪水的相关资料。通过实地查勘永济市的植被和土壤的空间分布情况，在《水文手册》水文下垫面产流地类图和汇流地类图上进行修正，用于核算小流域产、汇流地类面积。

1.2.2计算方法

设计暴雨和设计洪水均采用《水文手册》中的方法，其中设计洪水采用流域模型法计算。根据《水文手册》成果，这些方法对山洪过程的降雨、产流和汇流等环节的模拟比较稳定，并且参数的选取经过了大量实测资料的验证，因此直接采用《水文手册》中的方法和提供的参数进行设计暴雨和设计洪水的分析计算。暴雨历时确定为10min、60min、6h、24h和3d 5种。暴雨频率为100年一遇、50年一遇、20年一遇、10年一遇、5年一遇5种。永济市位于山西省水文分区的中区与东区，设计雨型直接采用《水文手册》中区与东区主雨日24h雨型模板。

水位流量关系采用曼宁公式和水面线两种方法进行分析，主要采用水面线法。

預警指标的计算，雨量预警指标从危险区成灾水位对应流量的洪水推算而得。水位预警指标是下游危险区成灾水位对应流量在水位站推算出的水位值，水位站的水位流量关系采用比降面积法进行计算。

1.2.3危险区范围确定

对危险沿河村落，推求100年、50年、20年、10年和5年一遇设计洪水水面线。根据一维水力学模型计算得到的河道横断面左右岸淹没位置，利用gis工具生成39个沿河村落100年，50年、20年，10年和5年一遇设计洪水的淹没范围。5年、10年、20年、50年和100年的洪水淹没线绘制到GIS图中。危险区范围为最高历史洪水位和100年一遇设计洪水位中的较高水位淹没范围。

1.2.4预警指标确定

根据河水漫滩的水位，结合实测河流断面资料计算出相应的流量，即为危险流量。由于径流是由降雨产生的，从达到危险流量的时间开始往前推，在一定时间之内的累计降雨量即为临界雨量。山洪的大小除了与降雨总量、降雨强度有关外，还和流域土壤饱和程度或前期影响雨量密切相关。

2结论

2.1防洪能力现状分析成果

根据永济市所确定的防灾对象的根据防灾对象防洪现状评价成果绘制防灾对象现状防洪能力分布图中可以看出： 65个沿河村落中，防洪能力小于5年一遇的有12个，5-20年一遇的有1个，20-50年一遇的有16个，50-100年一遇的有36个。

2.2危险区划分成果

永济市65个沿河村落中，极高危险区的村庄有12个，高危险区的村庄有8个，危险区的村庄有45个。经统计，处于各级危险区内的共有593户2352人，其中位于极高危险区居民有38户181人，高危险区居民有151户604人，危险区居民有404户1567人。另外，其中有9个沿河村落存在山洪灾害特殊工况。

2.3预警指标分析成果

预警时段与流域的汇流时间有关，本文基本预警时段定为0.5h、1h、2h、3h、6h。经计算，永济市65个沿河村落中较干情况下0.5小时临界雨量介于20-50mm的有28个，介于50-70mm之间的有31个，介于70-100mm的有6个；一般情况下0.5小时临界雨量介于20-50mm的有53个，介于50-70mm之间的有9个，介于70-100mm的有3个；较湿情况下0.5小时临界雨量介于20-50mm的有56个，介于50-70mm之间的有9个。

参考文献

[1] 全国山洪灾害防治规划领导小组办公室.全国山洪灾害防治规划编制技术大纲[S]. 2003.

[2] 康爱卿.山西省山洪灾害调查评价工作分析[J].中国防汛抗旱，2014，24（04）：54-56.endprint