灵川县山洪灾害分析评价研究

涂 旭 刘 剑 李荣辉 何令祖 朱新荣

1广西壮族自治区水利科学研究院（530023） 2广西水工程材料与结构重点实验（530023）

山洪灾害分析评价是在山洪灾害调查等前期，深入分析山洪灾害防治区暴雨特性、小流域特征和社会经济情况，研究历史上山洪灾害情况，分析小流域洪水规律，采用各地设计暴雨洪水计算方法和水文模型等，综合分析评价防治区沿河村落的防洪现状，划分山洪灾害危险区，确定预警指标，绘制危险区图，为山洪灾害预警、预案编制、人员转移、临时安置、防灾意识普及、群测群防等进一步提供科学、全面、详细的信息支撑。

1 评价对象简况

灵川县位于广西壮族自治区东北部，地处桂林市中部，湘桂走廊南端，东经 110°07′～110°47′，北纬 25°04′～25°48′，地处北回归线以北，东、西、北三面环抱历史文化旅游名城桂林市。东北与兴安县相连，东南与灌阳县、恭城县交界，西北与灵川县为邻，西与临桂县接壤，南与阳朔县相接，自古以来就有“楚越往来之要冲”“领中原风气之先”之美誉。灵川县境南北最大纵距83km，东西最大横距68km，全县总面积为2301.8km2，属湿热多雨的亚热带季风气候，跨越城岭暴雨中心和海洋暴雨中心两个暴雨中心。全县多年平均降雨量1995.8mm，雨量充沛，但由于境内地形等自然条件不同，时空分布不均，各地降雨量相差较大。总体上西北部降雨比东南部多，西北部年降雨量2000～2200mm，东部及东南部的年降雨量1500～1700mm。因此，先涝后旱、旱涝交错是灵川县气候的主要特点。

按照国家防总统一部署，灵川县于2010年被纳入全国山洪灾害防治县级非工程措施建设点，建设了一批自动监测站点、预警设备、监测预警平台[1]等山洪灾害防治设施，并且坚持“以防为主、防治结合”，“以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合”的原则，初步建成了覆盖山区的山洪灾害[2]防御非工程措施体系和群测群防体系。

经分析，全县拟定了96个沿河村落作为山洪灾害分析评价的防灾对象，分析评价对象分布[3]如图1所示。

图1 灵川县评价对象分布图

2 基础资料准备

根据山洪灾害分析评价要求，对灵川县工作底图、基础数据及山洪灾害调查三大资料，从可用性、可靠性、完整性、一致性等方面进行了评估与处理。评估结果显示，工作底图、基础数据基本满足山洪灾害分析评价工作要求。此外，研究中还收集到《广西壮族自治区暴雨径流查算图表 （1984）》《广西暴雨统计参数等值线图研究（2010）》等资料，为广西全区短历时、强降雨的暴雨资料获取提供了基础。

根据灵川县防洪减灾地区发展规划等实际需求，筛选和确定96个沿河村落为分析评价对象，并形成分析评价名录[4]。根据区域分布、地形地貌、流域属性等特征，选取大圩镇盘家村作为典型沿河村落重点介绍方法与流程。

3 设计暴雨计算

3.1 设计暴雨参数计算方法

设计暴雨参数计算涉及到不同时段、不同频率暴雨变差系数Cv、偏态系数Cs与变差系数Cv比值（Cv/Cs）、点面折减系数、时段雨量折减系数 n2、n3的确定。研究采取以下公计算时段折减系数和：

沿河村落大圩镇盘家村典型小流域暴雨计算参数分析成果见表1。

表1 灵川县典型小流域设计暴雨参数成果

3.2 设计暴雨量计算

根据《广西暴雨统计参数等值线图研究》查广西年最大 10min、1h、6h、24h点雨量均值等值线图和变差系数等值线图，获得评价对象点雨量均值与Cv值，查《查算图表》表1“第一区线关系表”，得各计算单元1h、6h、24h点面雨量转换系数α。据此进行点面雨量转换计算，得出小流域10min、1 h、6h、24h的面暴雨。在此基础上，采用以下公式，推求1～24h各种历时的暴雨：

1～6h 用：Ht=H1面·t1-n2

6～24h 用：Ht=H24面·（t/24）2-n2

据此得到1h时段的雨量过程及设计暴雨的计算成果。大圩镇盘家村典型小流域暴雨计算结果见表2。

表2 灵川县典型小流域设计暴雨量成果

3.3 设计暴雨时程分配

进行暴雨时程分配时，针对暴雨历时大致与小流域汇流时间相等的时间为准，然后基于24h设计暴雨时程分配，确定暴雨历时各时段的雨量。查广西雨型分区图，灵川县属于第1、6区，暴雨时程分配参照广西分区综合24h雨型表，根据汇流时间内的雨序与典型雨序相同的原则进行降雨分配计算得到24h暴雨时程分配。以盘家100年一遇设计暴雨时程分配为例，结果如图2所示。

图2 盘家村100年一遇24h设计暴雨时程分配图

4 设计洪水计算

4.1 净雨分析

灵川县所处产流分区为第1区和第2区，雨型分区属于第1区和第6区，典型村落处于产流分区第2区。根据《查算图表》查得，流域最大蓄水量为Wm=80mm，初损值取I0=24mm，流域平均入渗率8 mm/h，稳定入渗率3mm/h。

4.2 典型频率设计洪水计算

根据暴雨与洪水同频率的假定，灵川县沿河村落设计洪水频率即设计暴雨频率按《山洪灾害分析评价技术要求》确定为5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇5种，本次研究[5]以盘家村为例，未进行可能最大洪水分析，设计洪水结果见表3。

表3 盘家村设计洪水结果（单位：m3/s）

4.3 成果合理性分析

查阅《广西水文图集（2001）》中的洪峰模数等值线图可知，灵川县20年一遇、50年一遇、100年一遇的洪峰模数分别为 15～45、20～65、25～75。本次计算的96个沿河村落20年一遇、50年一遇、100年一遇的洪峰模数分别在 11～58、13～70、15～79。 考虑到设计洪峰除了受设计暴雨影响之外，还受地形地貌、植被情况、河道长度、坡降等众多因素影响，故从洪峰模数等值线图来看，本次重点沿河村落设计洪水的计算结果基本合理。

5 分析评价与建议

5.1 防洪能力评价

在进行灵川县沿河村落的现状防洪能力分析时，主要分析了防灾对象成灾水位对应洪峰流量的频率，并根据需要辅助分析沿河道路、桥涵、沿河房屋地基等特征水位对应洪峰流量的频率，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受威胁人口和房屋数，现状防洪能力综合评价见表4。

从表4可以看出：评价对象灵川县的96个沿河村落中，总人口为13677人，位于极高危险区有2 150人，高危险区人口为1511人，危险区1395人，分别占总人口的20.6%、14.47%和13.36%。96个沿河村落中，4个沿河村落的现状防洪能力较高，大于100年一遇，其受溪河暴雨山洪灾害影响的概率较低。现状防洪能力[6]在1-5年（含5年）一遇的村落有41个，5-20年 （含20年）一遇的有21个，20-100年（含100年）一遇的有30个。

表4 灵川县防洪能力情况统计表

5.2 建议

灵川县受洪水威胁地区较分散，危险区分布全县各地，影响范围极广，损失也非常严重，其中主要集中在西北方向的两水苗族乡。随着社会经济的快速增长，灵川县各危险区受山洪灾害影响也日渐突出，为进一步做好山洪灾害防治工作，完善山洪灾害防治信息，根据灵川县实际情况，针对性地提出以下建议[7]：

1）补充完善山洪灾害监测预警站网。灵川县现有自动监测雨量站74个，简易监测雨量站398个，简易水位站230个，无线预警广播站281个，各监测站点的布设位置应与防治区位置相吻合，在重点防治区应适当增加密度，以更好地监测水雨情等相关情况。经综合分析，建议对全县4个小流域增设监测站点，布设位置分别位于南边村、五千桥村、桐子园村以及活田村。

2）加强涉水工程的治理。据统计，全县防治区内共有77座桥，其中66座桥梁可能成为严重影响山洪预警的重要因素，下一步需逐步清除可能对下游村镇构成严重威胁的隐患。

3）加强山洪沟的治理。灵川县未治理山洪沟涉及莲花村、大圩村、江头坪、潮田村、兰田村、大勒村、合群村、南圩村，建议采用“护岸及堤防工程，截洪沟，排洪渠和分洪道工程，沟道清淤疏浚工程及必要的谷坊、格栅坝、陡坡、跌水、滞洪带、消力坑等”措施进行治理。

6 结语

根据对灵川县的山洪灾害分析评价，掌握了96个沿河村落小流域设计暴雨洪水特性、沿河村落现状防洪能力、危险区等级公布、预警指标等成果，能为灵川县三级（县级、乡镇级、村级）山洪灾害预警、预案编制、转移、临时安置、防灾意识普及、群测群防等工作提供科学和详细的信息支撑。

本次评价工作发现，基础工作底图与基础数据（含气象与水文资料、植被资料、土壤资料等）可以为分析评价提供较好的支撑。河道纵横断面资料对分析计算工作具有很大影响，从断面地点选择到断面测量范围存在许多需要改进的地方。

今后工作中，应当加强分析评价环节与野外作业环节的专业需求沟通，提升基础资料的适用性。同时在山洪灾害防治区内，开展以建设监测预警系统、强化群测群防体系、完善防御预案、宣传防御知识、增强全民防灾避灾意识等非工程措施为主的建设工作，编制科学合理的山洪灾害防御预案，构建完善的小流域山洪灾害防灾减灾体系和防御责任体系，因地制宜地建成快捷准确的监测、通信、预报、预警设施，并针对预案开展相关的宣传、培训和演练工作，加强宣传教育，提高群众的防灾意识和自救能力，以保障山洪灾害防治区内群众安全。