洞庭湖平原区洪涝灾害分析评价方法研究——以君山区为例

谭 军，赵伟明，魏永强

（湖南省水利水电科学研究院，湖南 长沙 410007）

1 项目背景

洪涝灾害作为自然灾害之一，其突发性强，破坏力大，预报预警难，在局部地区引发的灾害经常是毁灭性的，防御相当困难。

根据水利部、国家发展改革委、财政部印发的《加快灾后水利薄弱环节建设实施方案》（水规计【2017】182号），农村基层防汛预报预警体系建设力争到“十三五”末基本完成建设任务，切实提升基层防汛抗洪和防灾减灾能力。根据湖南省基层防汛工作调研，发现洞庭湖区大部分市、县未进行系统的洪涝灾害调查评价工作，不能全面、准确地掌握洪涝灾害防治区分布范围、人口分布、水文气象、地形地貌、社会经济、历史洪涝灾害等基础数据，缺少洪涝灾害威胁区域的详细基础资料，未进行危险区划分，危险区内居民情况有待进一步查清，缺少针对洪涝灾害的定量预警指标。为贯彻落实党中央、国务院关于防灾减灾救灾工作安排部署，适应经济社会发展要求，湖南省2018—2020 年实施农村基层防汛预报预警体系建设，各平原市、县开展农村基层防汛预报预警体系建设项目洪涝灾害调查评价工作。努力提高农村基层防汛预报预警能力，不断提升洪涝灾害综合防御水平，最大限度减少人员伤亡和财产损失，满足经济社会发展要求。

君山区地处岳阳市西郊，北倚长江，南濒洞庭湖，华容河、华洪运河越境而过，三面环水。特殊的平原地形，丰沛而集中的降雨，造成君山区受灾害威胁严重，对区内人民生命财产安全和社会经济可持续发展造成山洪威胁，人与环境的矛盾异常突出。

君山区洪涝灾害调查评价工作以全区为实施单元，全面调查了洪涝灾害分布范围、社会经济、水文、历史洪涝灾害、洪涝灾害威胁房屋、中小河流现状防洪能力、防洪工程设计防洪标准、涉水工程现状、灾害防治现状等信息。最终确定低洼易涝村落25 个，其中一般村落23个，重点村落2 个；外洪威胁村落25 个，均为一般村落。

对君山区外业调查的25 个低洼易涝和25 个外洪威胁村落进行洪涝灾害分析评价，通过暴雨、洪涝特征分析，确定低洼易涝和外洪威胁村落等防灾对象的现状防洪能力，划定危险区，确定雨量预警指标和水位（流量）预警指标，建立了平原区洪涝灾害调查评价成果数据库，并与全国洪涝灾害调查评价成果数据库共享、共用。

2 低洼易涝村落分析评价

2.1 分析评价方法

低洼地区指近似封闭的比周围地面低洼的地形，低洼村落因排水不良，中心部分常年积水，造成低洼易涝村落洪涝灾害严重。《农村基层防汛预报预警体系建设技术要求（试行）》将低洼易涝村落定义为受暴雨和内涝致灾并影响居民生命安全，最大淹没水深达0.5 m 以上，或历史上曾经发生过人员伤亡的村落。

依据《农村基层防汛预报预警体系建设技术要求（试行）》和《湖南省平原区除涝体系建设规划报告》，结合君山区现场调查情况，低洼易涝村落分析评价方法如下：

1）基础资料收集

排涝计算基础资料主要指3 日设计暴雨及其点面系数和径流系数。对1986 年“长流规”采用成果进行复核，验证原成果的代表性，确定湖南省平原区3 日设计暴雨成果、3 日暴雨点面系数、丘陵区3 日暴雨径流系数、滨湖区3 日暴雨径流系数、湖南省平原区1 日设计暴雨成果、湖南省平原区排水面积构成。上述成果用于预警指标计算和成果合理性验证。

2）产水量计算

采用径流系数法，径流深等于临界面雨量乘径流系数。径流系数参考3 日暴雨径流系数表取值，点面系数参考3 日暴雨点面系数表取值。径流深结合各排区的电排面积可计算出各排区的产水量。电排面积由集水面积扣除撇洪面积、水库拦蓄面积和自排面积。

3）排涝计算

排涝计算以水系相对独立的治涝片为计算单元，其目的在于确定堤排流量和临界雨量。根据湖南省各排区的实际情况，按照以下标准进行计算：按电排面积用平均排除法进行排涝计算，按3 日临界暴雨产水量，扣除湖泊、河网调蓄量，5 天排完的排涝标准计算；按电排面积用平均排除法进行排涝计算，按1 日临界暴雨产水量，扣除湖泊、河网调蓄量，3 天排完的排涝标准计算。

2.2 分析评价过程

根据《湖南省治涝规划》报告，结合君山区低洼易涝灾害调查情况，可将君山区排涝区划分为君山垸、建设垸、钱粮湖垸。

分片对君山区低洼易涝村落预警指标进行计算，过程如下：

1）水量均衡计算

君山垸位于君山区东南部，东南临东洞庭湖，北依长江，西与建新监狱接壤，是一个三面环水形似盆状的滨湖堤垸。其地理位置处于东径112°56′～113°3′和北纬29°23′～29°30′之间。垸内总面积91.428 km2，蓄洪面积91.428 km2。该垸总人口76 374 人，耕地面积9.014 6 万亩。主要内湖濠河最低高程为19 m，面积5 307 亩。

建设垸位于君山西北部，东临长江，与湖北省监利县隔江相望，南与建新农场唇齿相依，与君山垸、钱粮湖垸紧紧相连，西北部是丘陵地带，天井山脉横跨于县界处与华容县相壤，素有华容、君山、建新、钱粮湖的北大门之称。地形为西北高、东南低，华洪运河贯穿其中。

建设垸垸内总面积167.54 km2，蓄洪面积104.6 km2。该垸总人口69 440 人，其中广兴洲镇38 180 人，许市镇31 260 人。该垸耕地面积6.738 2 万亩，主要内湖团湖面积2 400 亩。

钱粮湖垸位于君山区西部，东南临东洞庭湖，北与华容县接壤。其地理位置处于东径112°37′～112°49′和北纬29°19′～29°32′之间，总面积为228 km2。华容河自调弦起经华容县蜿蜒横贯该垸，将该垸分为3 个万亩以上的堤垸，即南垸、北垸和小团洲垸。钱粮湖垸垸内总集雨面积228 km2，蓄洪面积228 km2。该垸总人口95 871 人，其中钱粮湖镇65 665 人，良心堡镇30 206 人。该垸耕地面积18.076 7 万亩，片内主要湖泊为采桑湖、东北湖、七星湖、悦来河等大小湖泊组成的湖泊群。

收集分片排涝区排涝相关参数，进行水量均衡计算，结果如表1。

表1 君山区分片排涝区排涝参数表

2）临界雨量计算

根据确定的君山区分片排涝区排涝参数，可以分别对3 日排涝对应的1 日临界雨量和5 日排水对应的3日临界雨量进行计算。计算过程和成果如表2 所示。

表2 君山区分片临界雨量计算结果表

2.3 分析评价成果

根据君山区分片排涝区计算成果，结合全省治涝区工程规划示意图，可得到君山区低洼易涝村落预警雨量（表3）。

表3 君山区低洼易涝村落预警指标计算成果表

3 外洪威胁村落分析评价

3.1 分析评价方法

《农村基层防汛预报预警体系建设技术要求（试行）》定义外洪威胁村落是指受中小河流、湖泊等堤防漫溢或倒灌等洪水威胁并影响居民生命安全的沿河村落。通过分析中小河流防洪规划和防洪工程设计资料，根据设计洪水标准和历史洪涝灾害情况，可以推算外洪威胁村落河道控制断面防洪标准，划分外洪威胁村落的危险等级，确定水位（流量）预警指标。南方地区还应考虑河网（湖网）地区受洪水漫溢或倒灌威胁的村落，其成灾洪水由控制断面水位控制，可由工程设计标准确定控制断面成灾水位。

外洪威胁村落预警水位（流量）按照如下方法确定：

1）在水文站附近设有控制断面的

收集水文站实测水位和流量资料，确定水位-流量关系曲线。在有堤防的村落根据堤防高程、河道的告警和汛限水位确定预警水位；在无堤防的村落根据房屋最低高程确定预警水位。

2）控制断面附近无水文站的仅设置水位预警指标。

3.2 分析评价示例

1）确定控制断面位置

钱粮湖镇牛奶湖村处于华容河流域，控制断面处于华容河南支中下游，断面位置见图1。

图1 钱粮湖镇牛奶湖村控制断面位置

2）确定控制断面预警指标

根据调查，君山区钱粮湖镇牛奶湖村防护堤防高程为36.5 m，华容河警戒水位33.5 m，保证水位35.00 m，历史最高水位为36.21 m。依此设定钱粮湖镇牛奶湖村预警水位为34.6 m。

3.3 分析评价结果

根据君山区洪涝灾害调查成果，结合君山区高程信息和防汛调度图，外洪威胁村落计算预警指标见表4。

表4 君山区外洪威胁村落预警指标计算成果表

君山区的外洪威胁村落主要集中在华容河、藕池河、华洪运河等流域的钱粮湖镇、良心堡镇、广兴洲镇、柳林洲街道等乡镇；低洼易涝村落主要分布在柳林洲街道、广兴洲镇、钱粮湖镇、良心堡镇等乡镇。外洪威胁和低洼易涝防治情况如图2、图3。

图2 君山区低洼易涝风险图

图3 君山区外洪威胁风险图

4 结 语

通过君山区洪涝灾害调查评价，全区共有低洼易涝村落25 个，其中一般村落23 个，重点村落2 个，并确定低洼易涝村落24 h 和72 h 雨量预警指标；外洪威胁村落25 个，均为一般村落。并确定外洪威胁村落水位预警指标。

农村基层洪涝灾害具有水流扩散慢、波及范围广、行洪速度缓慢、淹没时间长的特点，同时，平原地区的洪涝灾害往往相互交织，外洪顶托和涝水难排加重了内涝灾害。因此，在区域洪涝灾害防治过程中，应该彻底清除阻水工程，充分发挥现有工程的作用。

防汛除涝工作中，工防是基础，人防是关键。降雨是自然现象，通过工程措施可以消减洪峰，但遇到超标准洪水时，光靠现有的工程措施很难达到预想效果，只有充分掌握洪水发生发展情况，准确及时预测预报，做出合理调度，才能使损失降低到最低限度。