水利水电工程中历史洪水调查新探

张夏，姚本钢，张甲芳，赵钰

（济南市水文局，山东 济南 250000）

水文调查是水利水电工程规划设计中的重要参考数据来源，其需要对历史洪水发生时间以及空间等各项关联因素进行全面的调查了解，以掌握历史洪水水位、过洪断面变化等数据，并要结合调查资料对历史洪水重现的时间以及洪峰流量等进行科学的计算。在开展历史洪水调查工作时，调查人员应严格按照相关的要求合理确定历史洪水的调查内容，并积极的综合运用多种调查方法，提高数据收集的全面性和准确性，从而保证调查数据分析与计算的客观性和科学性，这样才能为工程项目建设以及相关防洪决策提供可靠的参考依据。

1 水文调查中历史洪水的主要调查内容分析

水文调查中的历史洪水调查的主要调查内容是对历史洪水的典型场次情况进行调查了解，同时还需要调查沿河村落中存在的洪水痕迹，以便准确掌握水位流量关系，从而对调查范围内的历史洪水灾害情况进行科学的判断分析。在历史洪水的典型场次调查中要重点对洪水特征、灾害程度以及分布情况等进行了解，而在洪痕调查中则主要是调查高洪沿程水面线。此外，在历史洪水调查工作中还要结合洪痕以及历史洪水典型场次调查结果来计算分析洪水总量以及洪峰流量等，准确判断调查数据的可靠程度，并要完成调查报告的编制。

2 水文调查中历史洪水的主要调查方法分析

在进行历史洪水调查时应首先做好组织准备工作，然后通过调查访问以及河段踏勘方式来收集历史洪水资料，最后还要对调查数据的准确性进行核查。其中调查访问以及河段踏勘是历史洪水调查中的核心环节，主要是对河流水系演变、水文监测站点分布以及流域区的历史建筑、人类活动以及风土人情等情况进行实地调查了解，以达到收集历史洪水资料的目的。

2.1 严格遵守调查的基本原则

在历史洪水调查工作中，调查人员应选择洪水淹没区作为调查地点，并应对河道的上中下河段分别进行走访调查。调查时应确保一个河段应有3 处洪痕属于统一年份，并要对周边3 个以上的村庄进行走访，以确保有3个老人能够对洪痕进行同一性的确认[2]。同时在历史洪水调查中，应尽量选择位于固定建筑以及房屋内的洪痕点作为数据基础。

2.2 合理选择调查河段

在选择调查河段时，调查人员应根据调查目的选择洪痕数量能够满足洪峰流量计算的要求的河段，且河段周边应有建筑或者村庄存在，其长度应达到洪痕调查要求。同时河段断面应相对规整，河段则应保证顺直平整，而河床应具有较高的稳定性和控制条件，并要尽量避免选择较大支流的汇入点，并要选择无分流串沟、壅水或者回水存在的位置。

2.3 调查历史洪水时间方法

在调查历史洪水时，调查人员应全面收集地方志以及其他档案资料中关于历史洪水的机载资料，同时要注意对河道两岸岩石或者其他古建筑的调查，以便寻找古人所记录的洪水发生的日期、洪水类型以及洪痕位置刻记等资料。同时，调查人员还应注意对河道周边村庄的走访，一些老人或者历史传承比较久远的村庄可能会对历史上流传的洪水情况或者其亲身经历的大洪水情况有所记忆，这些信息也是历史洪水调查推算的重要参考依据。

2.4 调查洪痕以及判断可靠程度

在调查历史洪水的洪痕时，调查人员应采取走访调查以及实地观察等方式。对于同一河段中的同一场洪水应寻找到并确定洪痕3 个以上，这样才能够对洪水水面线进行较为准确的判断。在通过实地踏勘以及走访指认洪痕后，调查人员还应准确判断其可靠程度。在确定群众指认的洪痕可靠性时，应结合指认者是否亲身经历、所叙述情况是否合理、不同指认人所指水位高程是否相同以及相关的旁证材料等进行综合性的分析。而对于洪痕标志物的可靠程度进行判断时，则应结合标志物的具体性、明显性以及固定性来进行分析。例如当洪痕位于固定的房屋建筑、水碑或者淤沙层上时，其就属于固定洪痕标志。

2.5 调查洪水过程

在对历史洪水过程进行调查时，应尽可能了解洪水经过的整个过程，如果受客观条件限制无法获取完整资料时，则应准确掌握洪水持续以及峰现时间、单峰或者复峰情况以及洪水来源等。在完成资料的收集后，还应对其可靠性进行科学的判断分析。

2.6 调查降水情况

在历史洪水调查中还应注意对降雨情况的了解。特别是对于时空分布具有较强局部性或者瞬时性的暴雨情况等要进行重点的调查。同时对于发生在雨量观测点布设后发生的降雨情况进行调查时，也要注意对观测数据的复核检验。

2.7 调查河道断面

在对历史洪水进行调查时，还要全面了解水面比降、科创糙率变化以及过水影响关系面积等河道断面情况。

3 水文调查中历史洪水的计算分析方法

3.1 计算分析洪水水面线

由于历史洪水调查中所获得的洪痕资料往往存在可靠性比较低或者洪痕连接后所形成的水面线不合理等问题，同时在一些人类活动比降频繁或者修筑了水利水电等工程区域，由于流域特性被明显改变，因此在历史洪水调查中所了解水面线无法准确反映历史洪水的实际情况。因此在历史洪水水面线分析中，调查人员应进行选择具有较高可靠性的洪痕点，并结合人类活动以及流域特点来进行综合性的计算分析。并要在对所有洪痕点的可靠性进行分级评价后才能将可靠程度高的洪痕点作为水面线的确定基础。此外，在对水面线进行内业绘制时也应选择具有较强代表性且水位可靠的点作为定线依据，不得采用点群中心定线方法来进行绘制。

3.2 计算洪峰流量

在计算洪峰流量时，调查人员应通过对河段水力特点以及洪痕调查数据的综合分析来合理选择计算方法。

3.2.1 采用关系曲线法计算历史洪水水位流量

如果历史洪水的洪痕与水文站之间没有较大支流汇入点存在，且其与水文站断面距离适宜时，调查人员可以采取将水位流量实测曲线延长的方式来利用关系曲线进行洪峰流量的推算。

3.2.2 采用水面曲线法计算分析

当所选择的调查河段受客观条件限制没有足够数量的洪痕存在，同时水面线曲折度比降高，无法利用少数洪痕点来进行水面线的连线时，调查人员则应通过水面曲线法利用伯努利方程来对洪峰流量进行计算分析。

3.2.3 采用比降面积法计算分析

一般来说，天然河道主要包括非恒定以及恒定流这两种水流形态，同时恒定流又包括非均匀以及均匀流两种。虽然天然河道主要属于非均匀水流类型，不过由于在历史洪水调查中选择的调查河段统筹较为顺直且长度较长，河段断面也较为规整，因此在所有断面上的水流速度以及过水面积基本一直，且水面线平行于能坡线，所以在流量计算时可以将其视为均匀流，并通过曼宁公式以及水面比降来计算洪峰流量。

3.2.4 采用其他计算分析方法

在洪峰流量的计算分析中，调查人员也可以结合河段的实际情况选择临界流公式、上下游水位差以及水力学公式等其他方法来进行推算。

3.3 准确计算分析历史洪水重现期

历史洪水重现期的推算也是历史洪水调查的重要任务之一，其估算方法有很多，调查人员应结合流域特点以及历史洪水的实际情况来选择相应的估算方法。以中小流域的历史洪水为例，如果该历史洪水是迄今为止的最大洪水场次，则可以将调查时与该场次发生时间之间的年份作为历史洪水的重现期。而如果历史洪水场次与调查时间较为接近，则应采取考证历史文献、类比以及实地调查等方法进行时间追溯。此外也可以采取平均序位法来进行历史洪水重现期的估算。

3.4 检核历史洪水调查结果

在完成了历史洪水调查后，还应结合洪水成因、地理特点、自然环节以及人类活动等多种因素对调查数据进行综合性的分析，以判断调查成果是否合理。调查人员可以根据实际情况选择相关关系检查、QF 关系图以及洪峰模数等方法来进行合理性检查。

4 结语

在水文调查工作中，通过历史洪水调查能够更加全面的掌握流域面的水文数据，并为水利水电等各种工程项目的规划设计以及防洪减灾决策提供参考依据。调查人员在调查历史洪水时应加强对历史文献资料的收集，并综合运用多种调查方法，保证调查结果的准确性，这样才能提高历史洪水数据分析的客观性，从而对历史洪水重现期以及洪峰流量水位等进行科学的计算，确保工程项目的建设能够顺利实施。