谈东干渠地区山洪风险图的编制

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摘要：山洪灾害一直以来是山区最严重的自然灾害，治理山洪灾害是山区防灾的重点。山洪风险图是以图表的形式反映一定频率洪水的分布、淹没范围、水深、流量大小的专题风险图，编制山洪风险图能够为山区制定防洪规划提供科学依据。本文以宁夏河东灌区的东干渠地区为例，论述了在该地区编制山洪风险图的具体步骤以及分析了在编制中存在的难点。

关键词：东干渠地区；山洪风险图；编制

中图分类号：X4 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）08-0045-02

0引言

我国是一个多山国家，山丘区面积约占国土面积的2/3，山区人口占到了全国人口的一半以上。山洪灾害是山区最严重的自然灾害，山区地形复杂、气候多样以及人类的活动导致了山洪灾害发生的频繁性和较大的破坏性。治理山洪灾害，是山区地区的一项长期而又艰巨的任务。

山洪风险图是以图表的形式表示洪水风险空间分布的一种技术手段，是在一定洪水频率条件下，反映洪水分布、淹没范围、水深、流量大小的专题风险图。山洪风险图是防治洪水灾害的一项基础性工作，可以指导防汛调度和灾害的应急管理，为区域内制定防洪规划提供科学的依据。本文以宁夏河东灌区的东干渠地区为例，论述在该地区编制山洪风险图的具体步骤以及分析在编制中存在的难点。

1东干渠地区概况

东干渠是宁夏河东灌区内沿牛首山山麓而建的一条旁山渠道，全长54公里，最大引水能力为45M3/S。输水渠道担负着灌区56万亩农田的灌溉以及向盐环定和太阳山工业园区供水的任务。东干渠上中段以南为牛首山山脉，每当暴雨、雷雨天气发生，牛首山地区的雨水汇流，沿着靠近东干渠的14条较大的山洪沟向渠道横贯而来，经常出现山洪入渠现象，有几次较大的洪水直接冲垮东干渠渠堤，造成渠道决口，给当地造成严重的经济损失，影响到了灌区农业灌溉的正常进行。

东干渠防洪体系修建于70年代，防洪系统主要由山洪沟、滞洪水库、排洪渡槽、退水闸、涵洞、滚水堰、排水干支沟等组成。经过40多年的运行，一些防洪工程年久失修，老化严重，不能有效地发挥作用。近些年，人们在牛首山脚下（洪泛区内）进行大规模的推山平沟造田，形成了4万亩农田。原有的一些山洪沟改变了洪水行进方向，个别地方山洪沟泄洪流量加大。当山洪爆发后，洪水区域分布的不确定性和水量分布的不均衡性加大了，防治山洪灾害更显得紧迫而又重要。

2山洪风险图的编制步骤

2.1 基础资料收集洪水风险图能够反映出洪水分布、洪水大小、淹没范围，可以作为地区防洪规划的决策依据。绘制风险图的准确性直接影响到了洪水决策的正确程度。因此，在绘制风险图之前，要尽量多收集近些年地区的各项洪水及基础性资料。主要包括区域特征资料，如山区地形资料、气象资料、历史洪水资料等。社会经济情况资料，如山区人口、山区产业结构、政治区划等。防洪工程情况资料，如堤防工程、滞洪水库、桥梁工程、排洪渡槽等。

2.2 主要致灾因子分析①水文气象因子：降雨是山洪灾害发生的主要原因。东干渠地区降雨一般在每年的6～9月，主要集中在7、8两月。暴雨历时不长，大强度暴雨持续时间短。但暴雨汇流历时短，能够在短时间内形成山洪，洪峰流量大，冲击性强，山洪的危害性大。②地形地质因子：在东干渠以南，牛首山为黄土地山区地形，地形起伏较大。属于干旱与半干旱气候过渡带，大陆性气候特征明显，干旱少雨，蒸发强烈，风大沙多。暴雨发生后，一部分雨量下渗土壤，当降雨量大于下渗量时，雨水汇流形成山洪。③防洪工程因子：主要有滞洪水库、堤防等的防洪工程的抗洪能力，防洪工程具有滞洪、疏导洪水，保护防洪保护区的作用。东干渠地区的一些防洪工程年久失修、老化严重；水库淤积严重，部分水库堤防破损，不能有效发挥作用。④人为活动因子：由于人们在洪泛区活动，对一些地方进行开挖、开荒平沟造田，改变了山洪沟行洪路线，增加了洪泛区山洪灾害发生的区域不确定性。

2.3 洪水特征区划根据下垫面社会经济状况及阻水建筑的密度和特性的不同，可将小流域划分为城乡居民区，山丘农田区和水库区等各个部分。在东干渠右岸的洪泛区，发生山洪的其中9条山洪沟对东干渠威胁最严重，在这一范围内原来修建有四座滞洪水库，起着滞洪、消减洪峰的作用。东干渠上中段右岸附近是扁担沟乡，该区域为人们活动的区域。东干渠左岸为农业生产区域，有几条主要排水干支沟在此区域穿过，将洪水排向黄河。洪水特性区划以东干渠上段右岸为研究区域，四座滞洪水库和山洪沟的区域为蓄滞洪区，扁担沟乡和东干渠渠道为防洪保护区。

2.4 设计暴雨利用暴雨资料间接推求设计洪水，是水文计算中常用的方法。根据东干渠地区多年暴雨气象资料，采用《宁夏暴雨洪水图集》及重新修订的不同历时暴雨参数等值线图进行计算。东干渠地区暴雨历时不长，大强度暴雨持续时间短。笼罩面积不大，点面折减快。可按照1小时、6小时、24小时摘录年最大暴雨，用P=M/N+1计算经验频率，线性采用P-Ⅲ型，确定变差系数（CV）、偏态系数（CS）及均值（H）。当流域面积大于100KM2，面雨量为点雨量与点面折算系数之积；当为小流域时，可用点雨量代替面雨量。

2.5 设计洪水设计洪水内容主要包括洪峰流量，洪水总量和洪水过程线三项内容。用设计面雨量过程推算设计洪水可分产流计算和汇流计算。①产流计算。在干旱地区，由于雨量稀少，地下水位很低，通气层较厚，且通气层的下部常存在干土层，由于该层的蓄水容量很大，一般的降雨不可能使该层蓄满而产流，下渗的水量全部蓄于通气层内，而后消耗于蒸发，成为降雨的损失量。干旱地区产流的特点是当降雨强度超过下渗强度时，地面将形成积水，进而有地面径流产生。这种产流方式称为“超渗产流”。产流计算中，根据面雨量过程扣除土壤入渗等损失水量计算出地表产生洪水的净雨。净雨强度r（t）等于降雨强度i（t）减下渗强度f（t），即r（t）=i（t）-f（t）。②汇流计算。流域上各点产生的净雨，经过坡地汇入河网，再经河网流到出口断面的全过程，称为流域汇流。一般用单位线法汇流计算，是把一次地面净雨在出口断面形成的地面径流过程看成是由单位时段内，单位净雨经流域调蓄后在出口断面上形成的一条单位流量过程线，倍比放大，错开时段叠加而成的过程。宁夏一般采用纳希瞬时单位线法，通过查《暴雨洪水图集》，推求单位线及计算洪水过程线。可计算出各时段的洪水流量以及洪峰流量，汇总各时段水量即为一次暴雨在一定汇流面积内形成的水量。

2.6 洪水断面特征根据计算出的各时段洪水流量，结合前期实测到的山洪沟道、排水沟道断面特征、纵断面比降等。进行水力计算，确定不同水位H与过流流量Q的关系。然后对各个断面不同洪水频率下设计洪峰流量和断面水力要素进行计算，确定各断面在各洪水频率下的淹没水深。

2.7 山洪风险图的制作绘制风险图时，首先绘制各洪水频率的洪水水面线，并按水面线高程向沟道两侧平行外延，以水面线与两岸高程相交处作为淹没范围的边界。在无防洪堤情况下，由水面线与地面高程之差得出水面线以下各代表点的淹没水深；在有防洪堤情况下，则以堤防防洪标准相应的水位与各频率的洪水水面线进行比较，判断是否满溢溃堤，若判断溃堤，则进行溃堤淹没水深计算；否则，在该频率洪水下，堤防保护区内淹没水深为零。

3风险图编制中存在的难点

山区地形条件复杂，各种资料不齐全，对于编制准确度高的山洪风险图难度较大。主要问题有以下几个方面。

①水文资料不足。山区暴雨资料缺乏，在计算时，主要依靠本省区《暴雨洪水图集》进行计算，《暴雨洪水图集》反映的是本省区各个较大区域内的暴雨情况，所以在计算山区小范围暴雨时，计算成果与当地实际情况有细微差别。②洪水资料不足。山区历次洪水资料的记载不全面，并且各次洪水实际情况记载得也不很准确，这就增加了目前对洪水分析的难度。③山区地形资料不足。由于山区地形复杂以及人类的活动，排洪沟道断面变化大。对排洪沟道比降、各个特征断面进行实际测量，需要投入大量人力，这就增加了工作的难度。

4结论

山洪风险图是防治自然灾害的一项基础性工作，能够对治理山洪灾害起到指导作用。目前，我国大江大河都已编制了洪水风险图，洪水风险图在洪水风险管理中起到了积极的作用。山区大部分地区的洪水灾害属于小流域自然灾害，山洪风险图作为一项非工程措施，我们应该结合当地实际情况，详细调查研究，制作符合当时情况的山洪风险图，有效对洪水灾害进行治理。

参考文献：

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[3]张行南,安如,张文婷.上海市洪涝淹没风险图研究[J].河海大学学报(自然科学版).