山洪灾害评价关键参数确定及要点分析

(甘肃省平凉水文局，甘肃 平凉 744000)

山洪灾害是山丘区特殊的洪水，群众习惯称之“发蛟”。洪水历时一般几十分钟到1～2 h不等。主要来自降雨，山洪灾害具有突发性和破坏性，往往使人们防不胜防，措手不及，给人民群众造成极大危害。坚持避治结合，避重于治的原则，使人们远离山洪，真正做到主动避灾，从根本上减轻灾害损失。因此做好山洪灾害评价工作是所有预测预报工作的基础。

1 山洪灾害评价中关键参数确定

在山洪灾害分析评价中，获取防灾对象所在控制断面的水位—流量关系曲线和水位—人口关系曲线很关键。

1.1 水位-流量关系曲线的确定

采用水位流量关系或曼宁公式等方法，进行水位—流量关系分析，对于设计洪水计算成果具有重要影响。

1.1.1 比降的确定

《山洪灾害分析评价技术要求》中推荐了用曼宁公式分析水位流量关系。在曼宁公式中，比降是指洪水水面比降。但是，在山洪实际发生时，水面比降难以测量，或者有的评价对象直到评价工作开展时也未能获得山洪实际发生的相关资料。因此，关于比降的确定，《山洪灾害分析评价技术要求》中规定了以下原则和方法：

(1)如果防灾对象的河道上下游有历史洪水洪痕的沿程分布资料，以洪痕确定水面线，采用洪痕水面线比降作为水位流量转换中的比降；

(2)如果有近年来洪水发生的洪水水面线，采用该水面线比降作为水位流量转换中的比降；

(3)如果有中小洪水发生时的实测水面线，采用该水面线比降作为水位流量转换中的比降；

(4)如果没有水面线信息，可采用防灾对象的河床比降作为水位流量转换中的比降。

为了使所分析的成果尽可能合理，《山洪灾害分析评价技术要求》还明确规定，以上4种确定比降方法中，资料条件允许时，应优先采用第1种方法，然后为第2、3种方法，第4种方法为无资料时采用，并应当通过试算和合理性分析后最后确定。温宿县的水位流量关系计算基本遵循以上原则。

1.1.2 糙率确定

糙率也是设计洪水计算中非常关键的参数，《山洪灾害分析评价技术要求》明确规定，应参照防灾对象所在河流的沟道形态、床面粗糙情况、植被生长状况、弯曲程度以及人工建筑物等因素确定。可见，根据《山洪灾害分析评价技术要求》规定，未涉及糙率随水深而改变的情况，即暗含着控制断面处糙率不随水深而变化这一假定，因此这里的糙率应当理解为过水断面的综合糙率。确定糙率的方法如下：

(1)如果有实测水文资料，应采用该资料进行推算，确定水位流量转换中的糙率；

(2)如果无实测水文资料，应根据沟道特征，参照天然或人工河道典型类型和特征情况下的糙率，参考《水工建筑物与堰槽测流规范》(SL 537-2011)中表K.0.4中的内容，确定水位流量转换中的糙率。

此外，根据目前掌握的大范围资料基础、技术力量和分析评价的防灾对象情况，在水位—流量关系分析中还应注意以下两点：(1)需要考虑评价对象所处河段附近上下游微地形地貌、滩槽扩宽与束窄、滩地死水区等因素对控制断面有效过流面积的影响；(2)暂不考虑干流对支流产生明显顶托、泥石流、滑坡等导致的河床冲淤等情形。

大多数情况下由于基础资料的匮乏，山洪灾害具体情况不好评估，难以根据实测水文资料反推糙率，需根据天然或人工河道典型类型和特征情况下的糙率，参考《水工建筑物与堰槽测流规范》(SL537-2011)中表K.0.4中的内容，结合各沿河村落河流沟道形态、床面粗糙情况、植被生长状况、弯曲程度、人工建筑物，以及河流水面宽深比、断面以上小流域集水面积等因素综合考虑确定河道糙率。在采用曼宁公式计算各控制断面水位～流量关系过程中，当河水漫滩或漫堤时，因过流面积增加不大，而湿周则急剧增大，水力半径将出现减小的情况；此时，计算出的水位流量关系将出现曲线弯折错误。为避免该错误发生，本项目对断面上滩地和主槽的糙率取值进行综合修正，并重新计算水位流量关系。

1.2 水位-人口关系曲线确定

进行水位人口关系曲线获取时，要根据山洪灾害现场调查汇总成果进行汇总，分析居民住房位置及高程测量成果，获取控制断面的水位-人口对应情况，获取相应的水位-人口关系曲线。根据《山洪分析评价技术要求》，防洪现状评价的目标是基于设计洪水计算成果，分析沿河村落、集镇和城镇等防灾对象的现状防洪能力，进行山洪灾害危险区等级划分以及各级危险区人口及房屋统计分析，绘制现状防洪能力图，为山洪灾害防御预案编制、人员转移、临时安置等提供支撑。

2 山洪灾害评价结果分析

设计洪水计算分析的成果基础上，得到防灾对象控制断面处的水位-流量关系曲线以及水位-人口高程关系曲线等关键信息。主要依据洪水与暴雨同频率这一假定，得到不同频率下的设计洪水(洪峰流量)，并参照防灾对象及其控制断面水位-流量关系等信息，将分析计算获得的危险区划分为山洪灾害极为危险、高危险和危险区3个等级的区域。

2.1 成灾水位对应的洪水频率确定

根据沿河河道控制断面出的水位-流量关系曲线，采用插值法确定防灾对象成灾水位对应流量及频率，防灾对象成灾水位来自于现场调查的河道控制断面测量成果，根据暴雨洪水分析测成果，采用插值法可获得成灾水位对应流量的洪水频率。

2.2 各级危险区人口统计

按照100 a一遇或最大历史洪水高程，确定危险区范围。将危险区分为三级，即：山洪危害极高危险区、山洪灾害高危险区、山洪灾害危险区。结合地形地貌情况，划定对应等级的危险区范围。

2.3 现状防洪能力图绘制

参照小流域基础信息，绘制防灾对象的现状防洪能力图，即《山洪灾害分析评价技术要求》规定成果“附图1 防洪现状评价图”。逐个绘制各沿河村落的现状防洪能力分布图。

基于现场调查成果中关于沿河村落、集镇和城镇人口-高程分布关系，以及测量断面的实际空间情况，以及设计洪水计算成果，分别统计确定各频率洪水淹没高程下的累计人口，得到沿高程人口分布数据。

2.4 成果整理及现状防洪能力图绘制

根据现场调查并结合分析评价得到的沿河村落、集镇和城镇的人口-水位关系，以及上面确定的不同危险区内的人口，统计确定成灾水位(其他特征水位)、各频率设计洪水位下的累计人口和房屋数，绘制防洪现状评价图。图中应包括水位流量关系曲线、各特征水位及其对应的洪峰流量和频率，以及各频率洪水位以下的累计人口(户数)和房屋数。

3 结语

山洪灾害评价成果对我国乡村各级山洪灾害防治预案的丰富和完善具有支撑作用，要充分运用好山洪评价成果中的危险区分布图、沿河村落汇流时间、预警指标等信息，做好山洪灾害防治预案完善工作。进一步改进山洪监测站点布设、站点预警信息的关联和预警指标等工作，认真研判水位-流量关系曲线和水位-人口关系曲线，根据划分的极高危险、高危险、和危险3个等级的区域，统计相应范围内的人口和房屋分布信息，分析、校核或修正转移路线和临时安置地点的信息，最大限度的做好预报预警，保障人民群众的生命财产安全。

[1]吕志朋. 广东省阳春市3个典型小流域山洪灾害分析研究. 广东水利水电.2017.(8):44-49.

[2]张毕元. 山洪灾害分析评价及处理措施. 低碳世界.2017.(7):60-61.

[3]尹航，王洁. 吉林市山洪灾害评价.吉林水利.2016.(8):05-08.