江山港流域“20190607”强暴雨水库减灾效益分析

刘善海，占成悦

（衢州市水文与水旱灾害防御中心，浙江 衢州 324000）

1 流域概况

1.1 流域基本情况

江山港是钱塘江上游衢江右岸的第一条支流，发源于浙、闽交界的苏州岭，流经双溪口、峡口、双港等乡镇街道，至衢州双港口汇入衢江。干流全长134 km，其中江山市境内105 km，衢江区和柯城区境内29 km。流域面积1 946.30 km2，其中江山市境内1 698.6 km2，衢江区和柯城区境内215.00 km2，江西省境内32.70 km2。

1.2 洪水特性

流域内降雨量时空分布不均匀，年内变化较大，降水主要由锋面气旋、台风和热带风暴影响所致。江山港流域的洪水一般发生在4—9 月，其中4—7 月初的洪水由峰面气旋和高空切变线低涡所造成。在每年6 月中下旬—7 月上旬，受静止锋影响，造成连绵阴雨天气，并伴有暴雨，俗称“梅雨”，极易造成流域性洪涝灾害。据实测资料统计分析，本流域大洪水的主要成因为梅雨，台风和热带风暴引发的暴雨洪水次数较少。

1.3 流域控制性水利枢纽工程

江山港流域有白水坑、峡口和碗窑3 座大中型水库。白水坑水库控制集水面积330.0 km2，总库容24 809 万m3，防洪库容5 439 万m3，是一座以防洪为主，结合灌溉和发电的大（2）型水库，于2003 年建成蓄水。峡口水库位于江山港干流上游，控制集水面积399.3 km2，总库容6 198 万m3，防洪库容1 518 万m3，是一座以灌溉、防洪为主，结合发电、供水及养殖等综合利用的中型水库。碗窑水库控制集水面积212.5 km2，总库容22 280 万m3，防洪库容942 万m3，是一座以灌溉为主，结合供水、防洪和发电的大（2）型水库。

2 暴雨分析

流域大洪水均为梅雨形成，为单成因型洪水，所以按年最大雨量统计。分别统计双溪口站、大平头站、白水坑站、保安站、岭头站、坛石站、长台站、塘源口站、峡口站、双塔底站等各雨量站实测年最大12 h、24 h 暴雨量，采用泰森多边形法（各站相应权重）计算年最大12 h、24 h 流域面暴雨。采用P-Ⅲ型曲线拟合适线，江山港面雨量成果见表1。

表1 江山港设计面雨量成果表

经分析统计，6 月6 日至7 日，流域最大12 h、24 h 面雨量分别为170.7 mm、198.3 mm。

江山港“20190607”暴雨最大12 h 面雨量超过300 a 一遇（160.8 mm），最大24 h 面雨量超过100 a 一遇（192.1 mm）。

图1 江山港最大24 h 面雨量频率曲线图

3 洪水分析

3.1 江山水文站天然状态下设计洪水

《江山港流域综合治理规划》[1]中考虑历史洪水及调查洪水，并对相关年份的洪峰流量进行还原，经排频适线计算得到双塔底站天然状态下的设计洪水成果（见表2）。

表2 双塔底站设计洪水成果表（年最大）

采用水文比拟法（面积指数取0.60）计算得到江山水文站天然状态下的洪水成果，见表3。

表3 江山站设计洪水成果表（天然）

3.2 江山港“20190607”洪水分析

3.2.1 江山水文站实测洪水过程

江山港江山水文站断面的实测洪水过程见图2[2]。

图2 “20190607”洪水江山水文站实测洪水过程图

从图2 可看出：江山水文站“20190607”洪水洪峰水位为95.18 m，洪峰流量为2 430 m3/s（出现在6 月7 日04：00），相当于10 a 一遇洪水（洪峰流量2 350 m3/s）。

3.2.2 白水坑水库洪水过程

6 月6 日14：00—9 日14：00 白水坑水库共拦蓄洪量4 370 万m3，最大入库流量1 444 m3/s，最大出库流量47 m3/s，削峰率达96.7%。白水坑水库实测入库流量过程及出库流量过程见图3。

图3 “20190607”白水坑水库实测洪水过程图

3.2.3 峡口水库洪水过程

6 月6 日14：00—9 日14：00，峡口水库拦蓄洪量720 万m3，最大入库流量340 m3/s，最大出库流量89 m3/s，削峰率75%。峡口水库实测入库流量过程及出库流量过程见图4。

图4 “20190607”峡口水库实测洪水过程图

3.2.4 碗窑水库洪水过程

6 月6 日14：00—9 日14：00 白水坑水库共拦蓄洪量3 580 万m3，最大入库流量958 m3/s，最大出库流量20 m3/s，削峰率达97.9%。碗窑水库实测入库流量过程及出库流量过程见图5。

图5 “20190607”碗窑水库实测洪水过程图

3.2.5 天然状态下江山水文站断面洪水

天然状态下，水库坝址洪水通过洪水演进至控制断面，本次以白水坑水库、碗窑水库、峡口水库坝址洪水演进至江山水文站，与区间洪水叠加即为天然状态下的江山水文站断面洪水。

根据历史实测洪水资料，洪峰从白水坑至江山水文站的传播时间为7.0 h，洪峰从碗窑水库至江山水文站的传播时间为1.0 h，洪峰从峡口水库至江山水文站的传播时间为4.5 h。

首先根据峡口水库、碗窑水库下泄流量与江山水文站实测流量计算出峡口水库，碗窑水库至江山水文站区间的洪水过程。依据白水坑水库下泄流量与峡口水库入库流量计算白水坑水库—峡口水库区间的洪水过程。然后将白水坑水库、峡口水库、碗窑水库入库洪水演算至水文站断面，与水库—水文站区间洪水叠加即为天然状态下江山水文站处洪水。

还原后的江山水文站断面天然状态下洪水过程见表4。

表4 天然状态下江山水文站洪水过程线表 m3/s

经过分析计算，天然状况下江山水文站断面洪峰流量为4 252 m3/s，超过江山水文站100 a 一遇洪峰流量（3 800 m3/s）。

4 减灾效益分析

4.1 分析方法

运用江山港洪水风险图成果可以估算江山港流域遭遇天然状况下洪水（100 a 一遇）的灾害损失，以及水库调节后洪水（10 a 一遇）的灾害损失，两者差值即为水库的减灾效益。

4.2 灾害损失估算

洪水灾害损失根据淹没范围的社会经济发展状况、基础数据的完备程度来确定若干统计指标，指标选择淹没面积、受影响人口总数、经济损失等。各类指标具体统计方法如下：

4.2.1 淹没面积

淹没面积通过淹没水深图层和围片图层叠加计算得到。将淹没水深图层按照水深等级分级后与围片图层叠加分析，分别统计各个水深等级下的淹没面积，汇总后得到本场次洪水的总淹没面积。

4.2.2 受影响人口

人口资料采用统计年鉴中的常住人口。本项目认为每个围片的人口，均匀分布在房屋占地面积上，以此将人口数据进行空间分布。

将人口数据空间离散后，可单独形成人口面图层，与淹没图层叠加后可统计各淹没水深等级的受淹人口。

4.2.3 经济损失

GDP 按人口均匀分布，按照受影响的人口占行政区总人口的比例，并综合考虑淹没水深等级，来计算经济损失。人均法可以很好的避免地均法山区面积、荒地面积的影响，更符合实际。

各种频率洪水灾害损失计算成果见表5。

表5 各种洪水灾害损失统计表

4.3 减灾效益

江山港流域遭遇天然状况下洪水（100 a 一遇）的灾害损失，减去水库调节后洪水（10 a 一遇）的灾害损失，得到水库的减灾效益 。本次洪水3 座水库共减少淹没土地24.53 km2，减少受灾人口3.34 万人，减少直接经济损失2.36 亿元。

5 结论

江山港流域“20190607”强暴雨，暴雨强度超强,最大12 h、24 h 暴雨强度均超过100 a 一遇，还原计算天然状况下江山港江山水文站洪水超过100 a 一遇，通过流域内白水坑、碗窑和峡口水库的综合调节，综合拦蓄洪量8 670 万m3，江山港江山水文站洪峰削减率42.9%，实际洪水仅为10 a 一遇，江山港沿程洪水洪峰水位明显下降，减少土地淹没24.53 km2，减少受灾人口3.34 万人，减少直接经济损失2.36 亿元，减灾效益十分突出。