石金河流域洪涝灾害成因分析
2020-01-12袁坤
袁 坤
(黑龙江省黑河市水利研究院,黑龙江 黑河 164300)
1 流域概况
石金河发源于国有锦河农场境内的大头山,流经锦河农场场部至四嘉子乡的小乌斯力村附近汇入黑龙江。从上游起汇入的支流有:三道河、四道河、五道河、小金河、乌孜河和二道河,二道沟、核桃沟等。河流全长74km,其中锦河农场境内64km,坡降1.33‰-4.8‰,流域面积858km2,正常水深1.0-2.6m,洪水期可达3m,河底为砂石。石金河为山区性河流,流域面积较小,支流少,源短流急,洪水暴涨暴落,涨落频繁,水位变幅较大,对河岸冲刷比较严重,水土流失严重,如遇较大洪水,大面积的耕地被淹,部分村屯进水,严重影响了农民的生产和生活[1]。
2 气象水文特征
2.1 气象
石金河流域位于高纬度地区,属寒温带大陆性季风气候。多年平均气温-0.1℃,最低气温-44.5 ℃,最高气温37.3 ℃。无霜期120d左右,多年平均冻土深度为2.33m。多年平均降水量为525mm,多年平均进出水量1.68亿m3,多年平均蒸发量为964mm,多年平均径流深150mm,多年平均径流量4.09m3/s,年径流总量1.29亿m3。
2.2 水文
石金河流域由于受特殊的自然地理和气候条件所决定,并依据降水量年内季节分配的特点,降水年变化类型属东北夏雨型。其特点是:次数多、范围广、历时长、相对集中、径流形成快,迅速造成石金河流域及其支流水位急剧上涨,极易形成洪涝灾害。
3 石金河洪涝灾害发生的因素
3.1 地质地貌因素
石金河属山区河流,河道比降较大,河流流速较快,河道断面窄且多弯。其上覆地层是渗透强度不大的土壤,遇水易软化、易崩解,极有利于强降雨后迅速形成地表径流,从而形成山洪灾害。
3.2 气象水文因素
石金河流域降雨分布极不均匀,全年降雨集中在7、8、9三个月,暴雨雨量大,历史短,极易形成大的洪涝灾害。
3.3 人类活动因素
石金河流域内乱砍乱伐现象突出,植被覆盖率逐年降低,水土流失严重,造成河道淤积。并且河道范围内采矿和采砂破坏了河道,使河道的泄洪能力降低,当发生集中暴雨时,洪水极易出槽,形成洪涝灾害。
3.4 中小河流治理相对滞后
石金河流域治理情况较差,大部分河段没有防洪工程,形成不了防洪体系,即使修建一些防洪工程,也是施工久远,建设标准低,施工质量差,设施不配套并年久失修根本不能充分发挥防洪能力[2]。
4 石金河流域山洪灾害类型
石金河流域山洪灾害类型属暴雨型山洪,其特点是:区域性明显,易发性强。由于该区所处特殊的地理位置,一遇较强暴雨,石金河流域主河道及其支流水位急剧上涨,造成河岸坍塌,河水出槽,形成灾害。该区暴雨型山洪灾害的又一特点是季节性强且频率高、范围广、径流形成快。石金河流域山洪灾害主要集中在汛期,尤其是主汛期更是山洪灾害的多发期。
5 石金河流域灾害成因分析
石金河为山区性河流,流域面积较小,支流少,源短流急,洪水暴涨暴落,涨落频繁,水位变幅较大,对河岸冲刷比较严重,因此水土流失严重。特别是河流沿岸的乡镇、村屯根本不设防,即使修建一些防洪工程,也达不到20a一遇洪水标准,如遇较大洪水,大面积的耕地被淹,部分村屯进水,严重影响了农民的生产和生活。
5.1 与河床地质条件有关
石金河进入平原区后,河床冲积层厚度一般为3-5m,越向下游越厚,土质结构极为松散,一般为壤土和细砂组成,抗冲能力弱,中低水时期水流冲淘细砂,至使滩岸表层壤土层如同一悬臂梁而折断,连同树木坍入河中,冲刷变形严重。
5.2 河水的直接作用是石金河流域水土流失最重要的原因
由于石金河流域洪水特征及特殊的地理位置,决定了当石金河流域发生洪水时,河水直接冲刷河岸,而且冲刷持续时间长,冲刷频率大,后果非常严重。在中高水位时期,由于河道弯曲产生横向环流,直接冲淘凹岸,致使河岸坍塌,凹岸越凹,反过来河岸越凹越造成横向环流的作用,冲刷越来越严重,形成恶性循环。
5.3 由于水渗透力的作用,致使原河岸坍落
当中高水时期,洪水上岸后,在回落水时期,岸上水位高于河水位,使河岸受到淘刷,在其受渗出水流的作用下,河岸土体失去支持而片落塌方,被下次涨水带走。
5.4 风浪的影响
由于风力的作用,使水面掀起波浪,波浪将岸坡层层剥下,再加上河岸的土质松散,使河岸坍塌越来越严重。
5.5 冰凌的撞击,使原河岸坍落
由于该地区寒冷,封冻期冰层较厚,开河冰块大,流冰期冰排强烈撞击河岸是造成河岸大面积坍塌的重要原因。
5.6 人为原因
在石金河主河道及其支流上因其采砂挖石及毁林开荒等侵占河道及河滩地的现象日渐增多,多年来又未实施疏浚治理,致使河道萎缩严重,行洪能力下降,对所在区城防洪安全构成的威胁日益加剧。
6 石金河流域洪涝灾害情况
建国以来,石金河流域分别遭受了不同程度的山洪灾害。1958年7月9日,石金河流域遭遇暴雨袭击,损毁房屋12间,冲毁道路230m、桥梁1座,淹没耕地213hm2,冲走牲畜31头,直接经济损失25万元。1958年7月21日,石金河流域遭遇暴雨袭击,房屋进水25间、倒塌2间,淹没耕地76.7hm2。1963年7月29日石金河流域洪水,损毁房屋12间、道路1010m、桥梁1座,淹没耕地227hm2,冲走牲畜18头,直接经济损失21万元。1978年8月23日石金河流域遭遇暴雨,淹没房屋12间、道路530m、桥梁1座,淹没耕地147hm2,冲走牲畜13头,直接经济损失45万元。1996年8月16日石金河流域洪水,淹没房屋4间、冲毁道路1100m、桥涵5座,淹没耕地253hm2,冲走牲畜16头,直接经济损失52万元。1997年8月8日,石金河流域开始降雨,9日为最大降雨时间,降雨历时72h,降雨总量75mm,历史重现期10a一遇。洪水造成石金河河水出槽,共淹没两岸耕地220hm2,冲毁房屋210间,冲走牲畜150头,造成河水漫滩,大面积农田绝产,共造成经济损失130万元。2006年8月21日—23日石金河流域遭遇暴雨,致使河水暴涨,造成河水出槽,逼近村屯,淹没两岸耕地257hm2,冲毁北黑铁路三吉屯段60m,致使北黑铁路停运1d。暴涨暴落河水对下游河段冲刷严重,河岸坍塌3处。
7 石金河流域防洪措施
建国以来石金河发生过多次较大洪水,损失严重,而且每次洪水过后,河岸都会因洪水冲刷而坍塌。为保障石金河两岸的村庄和农田,应加强石金河两岸防洪体系的建设,在容易出槽的河段考虑修建堤防,现有堤防防洪能力不足的应加高培厚,提高防洪标准。
同时对淤积的河道进行治理,加大河道的泄流能力。在汛期时,加强石金河河道的巡查,发现阻塞河道情况的,及时清理,保障河道正常泄洪。
8 结 论
石金河河道内淤积严重,使河道的泄流能力降低,当遭遇集中暴雨时,河道易出槽,然而石金河两岸现有防洪体系并不完善,防洪能力低,难以抗御较大的洪水。加速构建石金河两岸的防洪体系是十分必要的。