水利水保措施对渭河流域洪水的影响研究

范国鹏

（山西省汾河流域管理局，山西　太原　030002）

水利水保措施的实施，使水流就地入渗，有效降低地表水汇流量，可有效减少河流泥沙沉降量，降低洪峰。开展水利水保措施，有助于减少洪涝灾害的发生，防止水土流失，实现水资源的可持续开发和利用。分析水利水保措施对流域洪水的影响评价方法很多，因缺少定量分析，所以无法形成统一的界定标准。以渭河流域为例，通过定量分析流域下垫面变化对流域洪水的影响，体现水利水保措施对流域洪水的影响关系。

1　定量分析的背景和研究路径

1.1　定量分析的背景

水库工程、水土保持工程的修建，必将对流域下垫面的原有自然条件产生影响，并影响洪水产汇流条件。在人为因素影响下，也可对洪水产生积极的影响。水库工程对于洪水的影响，主要表现为大坝对洪水的拦蓄功能。水库蓄水泄洪，凭借坝体水利设施降低水能，削减下游洪峰流量。水土保持设施拦截的地表水径流量与径流深成正比，会逐渐降低地表水流速。水利水保工程的实施可影响流域内地势地貌,使工程的蓄水能力得到提高，以提高拦蓄量与入渗量，减少产流量，削减洪峰。

1.2　研究路径

首先需要认真检查洪水序列，通过前后变异点判断水利水保措施实施后对洪水的影响变化。借助已有资料，分析洪水出现之前的流域下垫面情况，进而对影响前暴雨和洪水特征值的相关性进行分析，对主要的影响要素进行确定。再针对流域洪水产生的变化，结合暴雨的主要影响因素，查找最主要的变异点。如果暴雨因子的变化不明显，则说明暴雨因子在洪水变异点时间段内均值并无明显变化，表明实施水利水保措施会导致洪水产生变异[1]；若结果有显著的变化，则说明降水和水利水保措施的综合影响致使洪水发生了显著的变异。最后，构建水文模型，找出与最后变异点相对应的洪水计算值，通过与洪水序列当中的某值进行比较分析，得出水利水保措施影响的程度系数。

2　案例分析

2.1　渭河流域计算情况

以渭河流域的主要代表站——张家山站和渭河的咸阳站为例，泾河张家山站洪水系列为1911、1932～1996年；渭河咸阳站洪水系列为1898、1933～1996年。利用P-Ⅲ型曲线,按目估适线法适线,进而计算出实测系列的设计洪水和天然系列的设计洪水[2]。

将实测洪水与历史洪水组成一个不连续的系列，为首的a项特大的洪水经验频率PM计算，采用数学期望公式，如下：

式中：M——历史特大洪水按递减次序排位的序号；

N——调查考证期。

实测n期内的一般洪水，采用下述公式计算经验频率Pm：

式中：Pm——实测系列第m项的经验频率；

a——在N年中连续顺位的特大洪水项数；

n——实测或插补延长的系列；

Γ——实测洪水系列中抽出特大值处理的洪水项数；

m——n年系列的序位。

随着中国城镇住房金融制度的改革，改革开放40年中，住房金融市场逐步衍生、发展和繁荣。纵观改革开放40年，我们不难发现，中国城镇住房金融对开发商获得土地、商品房开发、商品房购买和消费提供了金融支持。

式中：Qj——实测洪峰数值；

a——在N年中连续顺位的特大洪水项数；

n——实测或插补延长的系列；

Γ——实测洪水系列中抽出特大值处理的洪水项数；

CV——变差系数。

根据上述公式计算峰值，结果如图1：

图1　渭河流域洪峰峰值图

从计算结果看，大型水库对洪水的影响仅在个别年头呈现的较为明显，但体现在设计洪水计算成果上却不明显。由此分析其原因是在设计计算时，P-Ⅲ型曲线的适线受1898、1911和1933年等未受人类活动影响的大水年控制，其中，一些中小量级的洪水可在长系列的计算当中忽略不计。因此，渭河流域大型水库对设计洪水计算成果的影响并不大。

2.2　实施水利水保措施对渭河流域洪水的影响评估

由于渭河流域下垫面的情况较为复杂，且人类活动形式多样，并且受气候条件的影响，常有不均匀降水分布，因此，常常会出现流域洪水的形成与变化无规律的情况，同时，出现上述问题，还会给研究带来一定的阻力[2]。对不同类型的暴雨区域条件下的设计洪水，因为受到了人为因素的一定影响，对其进行定量估算难度也比较大。建立流域水文模型，再按照各典型案例设计暴雨条件下产生的洪水影响，就可有效地解决上述问题[3]。具体实施为：首先对流域的水文模型进行确立，之后在确定模型参数，具体采取测量的资料进行，推算出设计的暴雨，然后根据不同种类的典型暴雨，采取按时空进行分配的措施，最后根据模型，按是否考虑水库防洪作用，计算出代表站来设计洪水。另外还可以根据水库汛期运用的方式，对水库防洪作用来进行调洪计算，从河道洪水演算至代表站。根据演算结果可以看出，水利水保的实施对设计洪水的影响主要受降雨分布影响。水库对大型水库以上地区的较大洪水来源有显著的影响，如咸阳站在1981年的典型，因削减洪水超过了10%以上，但对非大型水库控制的洪水流经地区，削减的程度不足5%，由此可见，水利水保工程的设计需要充分地考虑暴雨时空不确定因素的影响，同时还要具有风险意识，以充分地发挥工程建设的防护作用。

3　结语

水利水保工程措施的实施，可起到减灾、防护的作用，并且作为水资源可持续发展和利用的一种有效手段，在重点防护区域要加大工程建设投入，以确保人民群众的生命财产安全。

［参考文献］

［1］刘懿，杨华珍.水利水保措施对流域洪水的影响［J］.乡村科技，2014，19（18）：36-36，37.

［2］李建柱，魏兆珍，刘阳.洪水过程对水土保持工程响应程度的分析［J］.灌溉排水学报，2013，32（5）：137-140.

［3］刘伟华，朱景卫.浅析水利工程施工管理特点及质量控制的措施［J］.城市建设理论研究（电子版），2015，27（8）：4434-4435.