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靖安縣小流域山洪災(zāi)害雨量預(yù)警指標(biāo)分析

文檔作者：孔瓊菊，盧江海，譚淋露，黃麗麗文檔來(lái)源：江西省水利科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年03月04日
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第52卷第10期甘肅水利水電技術(shù)V01．52．No．10
2016年10月GANSU WATER RESOURCES AND HYDROPOWER TECHNOLOGY 0ct．．2016
·水文水資源·
靖安縣小流域山洪災(zāi)害雨量預(yù)警指標(biāo)分析
孔瓊菊，盧江海，譚淋露，黃麗麗
(江西省水利科學(xué)研究院，江西南昌330029)
摘要：根據(jù)靖安縣山洪災(zāi)害調(diào)查的實(shí)際情況，結(jié)合村落受災(zāi)情況、小流域歷史洪水調(diào)查等測(cè)量確定山洪災(zāi)害防御對(duì)象
的成災(zāi)水位，采用曼寧公式分析計(jì)算成災(zāi)流量。依據(jù)《江西省暴雨洪水查算手冊(cè)》分析計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨。結(jié)合江西實(shí)際分
析確定預(yù)警時(shí)段和土壤含水量?；诒┯旰秃樗l率的假設(shè)，采用同頻率反推法，由設(shè)計(jì)暴雨洪水反推成災(zāi)流量，成
災(zāi)流量對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)雨量即為預(yù)警時(shí)段內(nèi)的預(yù)警雨量，也即小流域雨量預(yù)警指標(biāo)(立即轉(zhuǎn)移指標(biāo))。通過(guò)分析計(jì)算，確定
了靖安縣山洪災(zāi)害防御對(duì)象1 h、2 h、3 h的雨量預(yù)警指標(biāo)，并分析了預(yù)警指標(biāo)的合理性，結(jié)果表明，靖安縣小流域山洪
災(zāi)害雨量預(yù)警指標(biāo)合理可靠。
關(guān)鍵詞：山洪災(zāi)害；水位流量；設(shè)計(jì)暴雨；雨量預(yù)警指標(biāo)
中圖分類(lèi)號(hào)：P426．6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095—0144(2016)10—0010-04
1 前言
山洪災(zāi)害是山丘區(qū)因降水引起的一種災(zāi)害形
式，受氣候、地理環(huán)境、降雨和人類(lèi)活動(dòng)等多種復(fù)雜
因素的影響，山洪災(zāi)害主要表現(xiàn)為山溪洪水、涉水工
程潰(漫)壩、泥石流、滑坡等4種類(lèi)型，文中所述山
洪災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)分析僅針對(duì)山溪洪水而言。由于溪
河洪水具有突發(fā)性、水量集中、破壞力大等特點(diǎn)，常
沖毀房屋、田地、道路和橋梁，甚至可能導(dǎo)致水庫(kù)、山
塘潰決，其造成的人員傷亡和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失占各類(lèi)
自然災(zāi)害的比例一直居高不下，已引起各國(guó)政府和
世界組織及山丘區(qū)居民的普遍關(guān)注【1．2】。
為做好山洪災(zāi)害防御工作，2006年國(guó)務(wù)院批復(fù)
了《全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃》13】《全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查
評(píng)價(jià)工作方案》翻《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》口I
(2014年3月，試行)以及《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)方法
指南))t3J(2015年2月)等對(duì)山洪災(zāi)害調(diào)查、分析評(píng)
價(jià)、山洪災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)建設(shè)等提出了具體的要求，可
見(jiàn)，我國(guó)對(duì)山洪災(zāi)害預(yù)警重視已久，而預(yù)警指標(biāo)的分
析計(jì)算則是山洪災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)建設(shè)的一個(gè)重要課
題。目前，山洪災(zāi)害防治基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)研究還
較為薄弱，例如山氏區(qū)小流域暴雨洪水計(jì)算、預(yù)警指
標(biāo)的確定與應(yīng)用等技術(shù)難題還有待進(jìn)一步改善與提
升。
從靖安縣山洪災(zāi)害調(diào)查人手，全面準(zhǔn)確地查清
了全縣山洪災(zāi)害的區(qū)域分布，掌握了山洪災(zāi)害防治
區(qū)內(nèi)的人口分布、水文氣象、地形地貌、歷史山洪災(zāi)
害等基礎(chǔ)信息。分析計(jì)算了小流域暴雨洪水、現(xiàn)狀防
洪能力以及雨量預(yù)警指標(biāo)等，為山洪災(zāi)害預(yù)警、預(yù)案
編制、預(yù)警平臺(tái)建設(shè)提供科學(xué)、全面、詳細(xì)的信息支
持，更有針對(duì)性的指導(dǎo)山洪災(zāi)害的防治與防御，更科
學(xué)、更準(zhǔn)確地指導(dǎo)防御對(duì)象內(nèi)的居民及時(shí)、安全、有
序的轉(zhuǎn)移，最大程度的減少災(zāi)害損失，具有十分重要
的意義131。
2靖安縣綜述
2．1 概況
靖安縣轄5鎮(zhèn)6鄉(xiāng)，78個(gè)行政村、4個(gè)城市社區(qū)
(居委會(huì))、8個(gè)生活區(qū)和965個(gè)自然村，全縣國(guó)土總
面積1 377．49 km2，總?cè)丝诩s15萬(wàn)人。靖安縣地處九
嶺山區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，
雨量充沛，多年平均降雨量1 619．9 mIn，年最大降雨
量為2 524．5 mm(1998年)，年最小降雨量為1 132．6
mm(1964年)．，降雨年際變化較大，年內(nèi)降雨極不均
衡。境內(nèi)主要河流為修河水系北潦河的南北河兩條
支流，流域面積4 372．5 km2。
2．2縣域內(nèi)山洪災(zāi)害概述
靖安縣4-9月為汛期，其中4—6月為主汛期，
收稿日期：2016—08—22
作者簡(jiǎn)介：孔瓊菊(1972_)，女，云南宣威人，高級(jí)工程師，工程碩士，研究方向：水文水資源、防洪減災(zāi)，E—mail：50480519@qq．corn。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第10期孔瓊菊．等：靖安縣小流域山洪災(zāi)害雨量預(yù)警指標(biāo)分析第52卷
雨量集中且強(qiáng)度大，縣境內(nèi)溪河溝谷眾多，極易形成
山洪災(zāi)害。該縣屬山丘區(qū)，也是江西省主要暴雨區(qū)
之一，區(qū)域內(nèi)暴雨強(qiáng)度大，山高坡陡，匯流迅速，洪水
陡漲陡落，具有明顯的山溪性河流特征，特別是南
部、北部山區(qū)。山洪災(zāi)害嚴(yán)重的主要河流有北潦河北
河和南河兩個(gè)支流。該縣建國(guó)以來(lái)發(fā)生洪災(zāi)的年份
有1955、1973、1975、1977、1985、1998、2005、2010年，
山洪災(zāi)害直接造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
經(jīng)調(diào)查，靖安縣受小流域山洪災(zāi)害(主要指山溪
洪水)威脅嚴(yán)重需重點(diǎn)防御的對(duì)象有36個(gè)，即靖安
縣有36個(gè)山洪災(zāi)害防御對(duì)象需要進(jìn)行預(yù)警指標(biāo)分
析計(jì)算。以靖安縣中源鄉(xiāng)山下行政村劉家自然村為
典型例子進(jìn)行預(yù)警指標(biāo)分析計(jì)算，其他防御對(duì)象計(jì)
算方法和過(guò)程不再詳細(xì)說(shuō)明，僅列出分析計(jì)算結(jié)果，
并對(duì)成果合理性進(jìn)行分析。
3設(shè)計(jì)洪水分析
3．1 典型小流域水位流量關(guān)系計(jì)算
中源鄉(xiāng)山下村劉家自然村位于東經(jīng)1 15。0’10”，
北緯28。52’19”。主要受北潦南河支流的山洪影響，
河道控制斷面以上流域面積60．38 km2。根據(jù)斷面實(shí)
測(cè)資料，采用曼寧公式計(jì)算控制斷面水位流量關(guān)系：
2 l
p=J----AR 3
J2
幾式中：卜流量(mffs)；
凡——糙率；
A——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e(m2)；
R——水力半徑(m)； 卜水面比降。
中源鄉(xiāng)山下村劉家自然村控制斷面處各頻率下
水位、流量、戶數(shù)、人口等情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表l。
表1中源鄉(xiāng)山下村劉家自然村各頻率下的情況統(tǒng)計(jì)
根據(jù)受災(zāi)情況、歷史洪水現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等測(cè)量確定
成災(zāi)水位，成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)的流量，簡(jiǎn)稱成災(zāi)流量，基
于暴雨和洪水同頻率的假設(shè)，采用同頻率反推法，由
設(shè)計(jì)暴雨洪水反推成災(zāi)流量，成災(zāi)流量對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)
雨量即為預(yù)警時(shí)段內(nèi)的臨界雨量[41。
’11 I(xl 15f1 21 x1 250 1“1 j5()400 45f}5∞55¨ “x hSf】7IHl 7q
流艟m TIh)
圖1沿河村落防洪現(xiàn)狀及水位一流量關(guān)系圖
根據(jù)防災(zāi)對(duì)象人口高程分布關(guān)系，水位流量關(guān)
系和設(shè)計(jì)洪水計(jì)算結(jié)果，成災(zāi)水位等情況，繪出中源
鄉(xiāng)山下村劉家自然村沿河村落防洪現(xiàn)狀及水位一
流量關(guān)系圖(圖1、表2)。
從圖1、表2可以看出，劉家自然村的成災(zāi)水位為
表2沿河村落防洪現(xiàn)狀
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
2016年第10期甘肅水利水電技術(shù)第52卷
54725m，成災(zāi)流量為36522m％，洪水重現(xiàn)期6年—遇。
3．2典型小流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算
設(shè)計(jì)洪水分析中，以沿河村落附近的河道斷面
為控制斷面，進(jìn)行不同頻率設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算和分析，
依據(jù)《江西省暴雨洪水查算手冊(cè))(2010年版，以下
簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》)里推薦的流域面積小于等于50 km2采
用推理公式法，大于50 km2采用瞬時(shí)單位線法，計(jì)
算控制斷面處洪峰流量、洪量、洪水歷時(shí)等洪水要
素，再根據(jù)控制斷面處的水位流量關(guān)系，將洪峰流量
轉(zhuǎn)化為相應(yīng)水位。
中源鄉(xiāng)山下村劉家自然村南河支流河道控制斷
面以上流域面積60．38 km2，采用瞬時(shí)單位線法，瞬
時(shí)單位線計(jì)算公式：
1 』I
u(O，￡)=—；_-·(二)一·e—i
KZ。(凡) K
m1=凡·k
經(jīng)計(jì)算，可得中源鄉(xiāng)山下村劉家自然村南河支
流控制斷面處各頻率下的洪水要素(表3)。
表3南河支流控制斷面處洪水要素
4預(yù)警指標(biāo)分析計(jì)算
4．1 預(yù)警指標(biāo)概述及計(jì)算工況
小流域山洪災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)是針對(duì)具體防災(zāi)對(duì)象
(沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)及重要企事業(yè)單位等)來(lái)說(shuō)
的，當(dāng)降雨量達(dá)到或超過(guò)一個(gè)量級(jí)時(shí)，水庫(kù)、河道等
代表性地點(diǎn)的水位，流量達(dá)到或超過(guò)特征水位／流
量時(shí)，就會(huì)發(fā)生山洪災(zāi)害，該量級(jí)對(duì)應(yīng)的數(shù)值即為山
洪災(zāi)害的預(yù)警指標(biāo)。預(yù)警指標(biāo)一般分為警覺(jué)預(yù)警指
標(biāo)、準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移預(yù)警指標(biāo)和立即轉(zhuǎn)移預(yù)警指標(biāo)3級(jí)。
預(yù)警指標(biāo)一般用雨量預(yù)警指標(biāo)、水位預(yù)警指標(biāo)和流
量預(yù)警指標(biāo)來(lái)表示，文中僅分析計(jì)算立即轉(zhuǎn)移的雨
量預(yù)警指標(biāo)。雨量預(yù)警需分析不同預(yù)警時(shí)段的臨界
雨量，雨量預(yù)警最終確定須以臨界雨量計(jì)算結(jié)果為
主要參考指標(biāo)，同時(shí)結(jié)合防災(zāi)對(duì)象地理位置、河谷形
態(tài)、預(yù)警響應(yīng)時(shí)間、歷史洪災(zāi)等因素綜合確定。因此，
雨量預(yù)警分析包括預(yù)警時(shí)段及對(duì)應(yīng)雨量(1}缶界雨量)
兩個(gè)要素M。
根據(jù)靖安縣小流域計(jì)算的匯流時(shí)間和小流域匯
流時(shí)間快的特點(diǎn)，預(yù)警時(shí)段考慮了1 h、2 h、3 h及匯
流時(shí)間等多個(gè)時(shí)段，同時(shí)采用流域最大蓄水量估算
法考慮前期土壤含水量對(duì)臨界雨量的影響。即根據(jù)
江西實(shí)際情況，確定流域最大蓄水量Wm，分別采用
Pa=O．5 Wm、Pa=O．8 Wm、Pa=1．0 Wm表示前期降雨
很少、中等、很多3種工況，分別代表流域土壤含水
量較干(0．5 Wm<。Pa<0．8 Wm)、一般(0．8 Wm≤
Pa<1．0 Wm)以及較濕(Pa=1．0 Win)3種典型工況
分別計(jì)算。
4．2臨界雨量計(jì)算
計(jì)算各個(gè)預(yù)警時(shí)段的臨界雨量時(shí)，先假定一個(gè)
雨量值，并按《手冊(cè)》中推薦的方法模擬計(jì)算控制斷
面處洪水過(guò)程，計(jì)算所得的洪峰流量與成災(zāi)流量比
較，如果二者差值小于等于允許值，則該假定的雨量
即為該時(shí)段的臨界雨量，如果二者差值大于允許值，
則重新設(shè)定初始雨量，反復(fù)進(jìn)行試算，直至計(jì)算所得
的洪峰流量與成災(zāi)流量差值小于等于預(yù)定的允許
值，則可得到臨界雨量。即控制斷面成災(zāi)水位一流
量_÷暴雨洪水分析一反推得到相應(yīng)暴雨信息，進(jìn)而
獲得臨界雨量。
經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以得到靖安縣36個(gè)防御對(duì)象3種
工種工況下各時(shí)段的臨界雨量。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第10期孔瓊菊。等：靖安縣小流域山洪災(zāi)害雨量預(yù)警指標(biāo)分析第52卷
4．3成果合理性分析
結(jié)合江西汛期降雨較多的實(shí)際情況，推薦前期
流域土壤含水量一般(Pa=O．8 Wm)工況下的臨界雨
量為立即轉(zhuǎn)移指標(biāo)。
成果合理性分析檢查從以下4個(gè)方面考慮：
(1)臨界雨量均值與《手冊(cè)》設(shè)計(jì)暴雨均值是否
吻合
以前期流域土壤含水量一般(Pa=O．8 wm)的工
況為例，靖安縣36個(gè)防御對(duì)象中，l h均值為59
mm；2 h均值為74 mm；3 h均值為83 mln。每個(gè)時(shí)段
的臨界雨量均值與《手冊(cè)》設(shè)計(jì)暴雨均值基本吻合。
(2)l艋界雨量趨勢(shì)是否符合水文特性
從臨界雨量計(jì)算結(jié)果可以看出，36個(gè)防御對(duì)象
中，臨界雨量隨前期土壤蓄水狀態(tài)(O．5 Wm、0．8
Wm，1．0 Wm)增加而逐漸減小，隨著時(shí)段增大而增
大，符合水文特性。
(3)頻率相當(dāng)?shù)那闆r下，臨界雨量與設(shè)計(jì)暴雨是
否基本吻合
以劉家自然村所在小流域?yàn)槔瑢?種前期土壤
含水量工況計(jì)算的l h臨界雨量與設(shè)計(jì)暴雨成果進(jìn)行
對(duì)比(表4)。從表4可以看出，劉家自然村所在小流域
現(xiàn)狀防洪能力為6年，其1 h臨界雨量與《手冊(cè)》5年
一遇設(shè)計(jì)暴雨基本吻合，特別是在土壤前期含水量為
一般(Pa=O．8 Wm)時(shí)臨界雨量與設(shè)計(jì)暴雨更是吻合。
表4劉家自然村所在小流域臨界雨量與設(shè)計(jì)暴雨對(duì)比
(4)同一流域現(xiàn)狀防洪能力相近時(shí)，臨界雨量空
間分布是否合理
在Pa=O．8 wm工況下，點(diǎn)繪1 h的臨界雨量分
布圖(圖2)，從圖中可以看出，騰豐水流域騰豐上
堡、騰豐下堡、甘家、花樹(shù)圾4個(gè)防御對(duì)象，現(xiàn)狀防洪
能力分別為4年一遇、4年一遇、6年一遇、7年一
遇，臨界雨量分別為57 mm、59 mln、64 mm、65 mm；
永豐水流域高湖上街、高湖下街、麻田3個(gè)防御對(duì)
象，現(xiàn)狀防洪能力分別為9年一遇、8年一遇、6年一
遇，臨界雨量分別為69 l／lln、67 mm、63 mm；戴家水
流域李家、戴家、遼源3個(gè)防御對(duì)象現(xiàn)狀防洪能力分
別為5年一遇、5年一遇、5年一遇，臨界雨量分別為
61 mm、63 mln、60 mln。即同一流域防洪現(xiàn)狀能力相
近時(shí)，臨界雨量基本一致，現(xiàn)狀防洪能力高的流域臨
圖2靖安縣臨界雨量分布圖(1 h，Pa=O．8 Wnz) (下轉(zhuǎn)第41頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
李坨．等：I四川省百棉縣陰山溝泥石流特征及危險(xiǎn)區(qū)劃分第52卷
一_j20年一遇淤埋區(qū)口50年一遇淤埋區(qū)
-■100年一遇淤埋區(qū)口實(shí)際調(diào)查淤埋區(qū)
圈溝道固房屋團(tuán)公路
圖4陰山溝危險(xiǎn)區(qū)劃
域。陰山溝泥石流為強(qiáng)降雨激發(fā)，溝床起動(dòng)性泥石流。
(3)溝道內(nèi)還有大量松散物質(zhì)，且排導(dǎo)槽受到
泥石流破壞，溝道內(nèi)攔擋壩有於埋，形成部分堵塞，
建議清理於埋物質(zhì)。在有強(qiáng)降雨情況下，有可能再次
爆發(fā)泥石流，危害溝口村民生命財(cái)產(chǎn)安全和堵塞溝
口鄉(xiāng)村公路。
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(上接第13頁(yè))
界雨量大，現(xiàn)狀防洪能力一致時(shí)集水面積大的臨界
雨量大，臨界雨量空間分布較合理。
綜上所述，靖安縣小流域山洪災(zāi)害雨量預(yù)警指
標(biāo)分析計(jì)算基本合理可靠。
5結(jié)論和建議
鑒于山區(qū)河道的復(fù)雜性，如涉水建筑物較多，河
道淤積嚴(yán)重，部分河道被人為的建筑侵占，河道不規(guī)
則，岸坡低矮容易漫灘等，再者測(cè)量誤差、前期土壤
含水量、糙率、比降誤差、設(shè)計(jì)誤差等因素的影響，靖
安縣小流域山洪災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)不可能完全正確，但
通過(guò)分析結(jié)果較合理。根據(jù)靖安縣實(shí)際情況，提出
如下建議：
(1)靖安縣小流域山洪災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)可先放在
預(yù)警平臺(tái)上試運(yùn)行，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間水文資料、雨量資
料的積累后，在運(yùn)用過(guò)程中，逐步優(yōu)化，以便更準(zhǔn)確
的指導(dǎo)山洪災(zāi)害防御。
(2)對(duì)于處于相同流域的防御對(duì)象，為方便管理
和運(yùn)用，如果現(xiàn)狀防洪能力基本一致時(shí)，可采用同一
預(yù)警指標(biāo)；對(duì)于一條流域，上下游沿河村落，務(wù)必要
上下聯(lián)動(dòng)，信息共享，共同防御。
(3)綜合考慮，建議北潦北河流域(羅灣鄉(xiāng)、璨都
鎮(zhèn)、三爪侖鄉(xiāng)、寶峰鎮(zhèn)、仁首鎮(zhèn))立即轉(zhuǎn)移預(yù)警指標(biāo)
1 h、3 h可分別采用60 mm、80 rain，北潦南河流域
(中源鄉(xiāng)、高湖鎮(zhèn)、水口鄉(xiāng)、雙溪鎮(zhèn)、雷公尖鄉(xiāng)、香田
鄉(xiāng))立即轉(zhuǎn)移預(yù)警指標(biāo)1 m、3 h可分別采用60 mIn、
85 mm；也可全縣統(tǒng)一立即轉(zhuǎn)移預(yù)警指標(biāo)，l h、3 h分
別采用60 mln、85 mm。
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