甘肃西汉水支流平洛河流域“20200812”暴雨洪水调查分析

缪文学 吕亚斌

摘要：为掌握甘肃西汉水支流平洛河流域洪水涨落规律，积累资料，计算重现期，分析流域内降水与洪水的相关性，对该流域的暴雨洪水特点及造成的影响进行了分析，并依据外业测量、调查资料进行了计算和整理。利用GIS软件、全站仪、比降-面积法、五点概化法、推理公式法，对各支流暴雨频率、洪水演进、洪峰流量、洪水总量进行了计算，并分析了成因。此次洪水调查成果可为平洛河流域生产和防汛调度工作提供技术支撑。

关键词：暴雨洪水;洪水调查;洪峰流量;平洛河流域;甘肃省

中图法分类号：TV122.1文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.08.001

文章编号：1006 - 0081（2021）08 - 0008 - 04

2020年8月11～12日，甘肃西汉水流域内普降暴雨，降雨过程历时长、强度大，相对集中，多条河流发生大洪水、滑坡、溃堤，造成道路塌陷、淹没农田等损失。对在此次全流域大洪水中各受灾县的受灾范围、受灾程度等进行了调查统计，为防洪减灾积累了资料，并组织了平洛河流域暴雨洪水调查。

1 调查区域概况

平洛河[1]流域处于西秦岭南侧陇南山中，属西汉水一级支流，嘉陵江二级支流。发源于武都区米仓山，河流全长68.2 km，集水面积89 km2，干流海拔894～2 339 m，平均比降164‰。流域呈圆形，自西向东流经甘泉、佛儿崖、望子关、平洛、豆坪，于周家坝以下1.3 km处的毛坝村汇入西汉水[2]。流域内地势西北高，东南低，起伏较大[3-4]。乱石山、白草山、黄龙山、明月山、太石山与宋家山、李家山、南山、梁山[1]等分别排列于平洛河周家坝镇段南北两岸，多为土质山区，覆盖草皮灌木，植被较好。最高处的明月山海拔高程2 181 m，最低处药铺沟海拔985.2 m。多年平均流量5.98 m3/s，最枯流量0.5 m3/s，多年平均径流量1.89亿m3，径流年际相对稳定[1]。

2 暴雨调查及计算分析

2.1 暴雨调查

在暴雨調查过程中，收集整理了水文、气象[5]、水务等部门共18个雨量站的降水资料。其中，气象局的降水为日雨量，水文部门的降水为四段制自记雨量，水务部门的降水为整小时自记雨量。这些雨量资料均为翻斗式雨量计自记观测资料，准确可靠。平洛河流域2020年8月11～12日相关雨量站累积降水量见表1。

2.2 暴雨分析计算

利用GIS软件绘制了该流域内的降水量等值线，对暴雨中心面积进行切割，计算降水时-面-深关系（表2）。从表2可以看出，在此次降水过程中，全流域被75～100 mm的等值线笼罩，降水量自南向北递减。用面积加权法计算了各等值线在该流域内笼罩的面积点面系数。

选取平洛河流域内甘泉、老蒿船、长坝、望子关、花儿坝、平洛等6座雨量站的6 h雨量资料系列，计算6 h最大雨量频率，和2020年8月11～12日降水过程中的最大6 h雨量比较，确定甘泉、望子关、花儿坝雨量重现期为5 a，老蒿船、长坝、平洛站雨量重现期为10 a。因8月11～12日降水量最大值集中在这一时段，故选取6 h雨量值分析计算是比较合理的。计算结果见表3。

3洪水调查及分析计算

3.1断面情况及数据采集

平洛河流域洪水调查共设12个断面，分别是平洛河干流的甘泉、望关、平洛、周家坝河段，调查的支流有王家沟、熊池河、长坝河、吊子峪、中寨河、豆坪河6个河段（其中包括豆坪河上游的李坝河、盐池河2个调查河段）。调查河段均选择在顺直河段，能有效控制洪水。利用全站仪对各河流的纵断面、横断面及水边测量，测量横断面时，邀请断面附近村民指认，还原到洪水发生之前原断面。洪痕清晰的由调查人员自认，存疑处邀请当地亲历者确认。基于洪水冲淤和当地知情人的指认，依据冲刷深度进行还原，按照原有的河床断面进行计算。

3.2 调查及测量内容

通过走访指认的办法，确定调查河段洪水痕迹和断面冲淤变化情况;按照河床组成、床面特性、平面形态、岸壁特性等河段情况[6]，现场确定河段糙率[7]。通过访问情况，确定洪水起涨、峰现和消退过程以及历史洪水发生情况。调查组对调查河段的河床情况及访问情况拍照记录。采用全站仪测量了调查河段洪痕高程、测时水面高程以及横断面。由于本次洪水调查及时，各调查河段洪水痕迹清晰可见，测取的洪痕高程准确可靠，数量满足确定洪水水面比降的要求。

3.3 洪峰流量计算

将调查河段外业测量成果整理成横断面测量成果表及纵断面测量成果表。根据测量成果表，点绘横断面图及纵断面图和洪水痕迹图，并根据调查访问的河道冲淤变化情况，对断面进行还原;参考测时水面线，分析确定洪水水面比降;再根据洪水水面线及横断面的位置，确定断面洪水位;根据洪水位及横断面成果表计算洪水过水面积，确定洪水水面宽度，进而计算水力半径。采用比降面积法计算。依据公式：

式中：Q为洪峰流量，m3/s;n为糙率，采用范围0.030～0.042;A为河道过水面积，m2;R为河道水力半径，m;I为河道水面比降。

通过计算所得的各河段洪水调查断面洪峰流量见表4。重现期按照《甘肃省暴雨洪水图集》确定的小流域经验公式法计算。

3.4 洪水总量计算

甘泉镇段、王家沟佛崖村段、熊池河熊池坝村段、长坝河贯上村段、平洛河望关镇段、吊子峪中庄段、中寨河中寨村段、豆坪河豆坪村段、平洛河周家河坝段采用5点概化过程线法推求洪水过程;平洛镇段洪水过程可直接采用平洛水文站整编成果[8]，即该时段洪水水文要素摘录数据推求。平洛河流域有甘泉、老蒿船、长坝、望子关、花儿坝、平洛等6座雨量站，有28～56站年不等的连续降水量系列资料。根据这些资料，进行6，24 h最大降水量频率分析，求出相应频率为1%，2%，5%，10%的面雨量，根据典型暴雨时程分配，计算相应频率的净雨过程。根据净雨过程用推理公式法计算出频率为1%，2%，5%，10%的洪峰流量。由调查计算的洪峰流量与其对照，确定洪水的重现期，由相应频率的净雨过程用五点概化过程线法[9]推求洪水过程。点绘推求得来的洪水过程曲线见图1。

根据上下游、干支流流量合成关系，分别点绘甘泉（平洛河上游）、王家沟、熊池河、长坝、平洛河望关镇段流量过程线套图，吊子峪、中寨、望关镇、平洛水文站段流量过程线套图，豆坪河、平洛镇、周家河坝段流量过程线套图，见图2～4。洪水总量计算见表5。

4洪水特性分析

经综合分析[10]，平洛河流域洪水有以下特性：①平洛河流域“20200812”洪水是暴雨形成的，洪水持续24～54 h，峰高量大，具有山溪性洪水特点。②由于区域内地表起伏大，土层厚，土壤含水量饱和，易发生滑坡、坍塌等地质灾害。③区域内沟道涨水期间，常伴有漂浮物，易壅堵桥涵，进而导致洪水冲毁农田、河堤、公路等。

5 结 语

经过计算得平洛河流域各支流洪峰流量均超10 a一遇，干流平洛河超20 a一遇。

这次暴雨洪水灾害，预测、预警等非工程措施为防灾减灾发挥了巨大作用。然而，许多预警设施毁坏，建议尽快修复完善;暴雨洪水及区域内的山洪泥石流灾害反映出区域生态脆弱，抗御山洪灾害能力差，建议加大整治生态环境的力度，开展流域综合治理，防治水土流失，改善区域内自然和人居环境。

山洪灾害致使区域内大部分沟道淤积严重，河床抬高，行洪能力降低，威胁河道两岸居民的人身安全，建议尽快清理整治河道;山洪灾害致许多水利工程被毁，河堤坍塌，建议尽快修复。

参考文献：

[1] 《康县志》编纂委员会. 康县志[M]. 兰州：甘肃人民出版社，1989：96-101.

[2] 李瑞涛，张志坚，潘文豪. 浅谈山区高速公路路线方案的优化[J]. 公路，2014，59（9）：77-80.

[3] 龚善荣，龚建军. 无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版），2018（17）：78.

[4] 郑志凤.  闽江口水下三角洲的形成与演变[D]. 厦门：国家海洋局第三海洋研究所，2000.

[5] 王国重，蔡崇法. 磨沟小流域水土流失状况及对策[J]. 人民长江，2008，39（18）：43-44.

[6] 袁园.  江西省山洪灾害预警指标检验率定复核[D]. 南昌：南昌大学，2018.

[7] 玛哈沙提·哈孜哈力，努尔夏西·曼斯尔. 天然河道的糙率确定方法分析[J]. 能源与节能，2017（4）：94-95.

[8] 曲凤垚，谷宏亮. 大伙房水库上游区设计洪水复核[J]. 吉林水利，2015（9）：38-41，44.

[9] 胡滨.  长安区沣河上游沿河村落山洪灾害分析与评价[D]. 西安：西安理工大学，2016.

[10] 张洪记. 西藏象泉河阿青水电站水文分析[J]. 中国水运（下半月），2013，13（12）：247-249，253.

（編辑：唐湘茜）