安徽省金寨县城区山洪影响调查评价与预警分析

2022-09-03李庆

治淮 2022年8期

李庆

一、背景

（一）自然地理

金寨县地处大别山腹地，平均海拔500m，地势自西南向东北倾斜，境内河流属淮河流域，有史河和西淠河两大干流。全县属亚热带湿润季风气候区，季风明显，夏雨集中。降水成因多为东南沿海暖湿气流内侵，四川盆地低压东移以及强台风边缘影响。降水量随地形的抬高而递增的现象较明显，在大别山主体形成一个多雨中心，根据1951年以来的实测水文资料统计，多年平均降雨量为1431mm。

（二）水利工程概况

1.梅山水库

位于金寨县城南侧1km 处，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电等综合利用的大Ⅰ型水电工程。水库枢纽工程由水库大坝、泄水设备、发电设备等组成。拦河坝为连拱坝，长311.5m,最大坝高88.24m。

2.红石咀枢纽工程

淠史杭灌区史河渠首工程，距梅山水库大坝约10km，整个枢纽工程由滚水坝、史河总干渠进水闸、南干渠进水闸组成，滚水坝坝顶高程69.20m，设计安全泄量5000m3/s。

3.梅山城区段堤防

梅山镇史河老城区段现有堤防5.3km，其中3.6km分布于4 号桥以上。新城区江店镇现状防洪的主要对象是洪家河、三岔河洪水，其中洪家河下游段结合城区开发，现已建约1.8km 长的防洪墙，墙顶高程66.65～69.82m，其他河道两岸基本无完整堤防，仅靠两岸现有局部高地防洪，遇较大洪水就会漫溢。

4.桥梁工程

本次调查测区内共有7 座桥，从上游至下游依次编号为1～7 号桥。

二、水库调度和下游保护对象及防洪标准

（一）水库调度原则

梅山水库水位在125.27m 以上,预留4.07×108m3库容担负淮干蓄洪任务，库水位超过131.70m 时，除发电泄洪外，隧洞、溢洪道全开泄洪，并确保大坝安全。水库调度按省防指批准控制运用计划调度，当淮干正阳关水位达到26.00m 时，该库的防洪调度由淮委下达调度指令，省防指下达调度令执行。

（二）下游保护对象及现状标准

金寨县城的防汛任务主要是水利、水电工程本身的安全度汛和洪水危及区域的防汛抢险。

金寨县老城区虽然上游建有梅山水库,但城区四面环山,由于部分山地开发过度,水土流失严重,造成沟河堵塞、河床抬高，降低原有的排水功能，致使城市局部地区常受季节性山洪的侵扰或威胁。同时，城市现有防洪设施标准低、基础差，现有的防洪墙高度不够及部分地区缺乏防洪设施。城关地区防洪标准是确保防洪大堤抗御20年一遇的洪水袭击。

（三）规划标准

参照《防洪标准》，根据保护对象的重要程度，分别采用不同的防洪标准。金寨县老城区为一般城镇，结合现状和城市发展，拟定其防洪标准为防御20年一遇洪水。

梅山水库完成除险加固，正常蓄水位128.00m，汛限水位125.27m，防洪高水位133.00m。能使水库达到为淮干蓄洪5×108m3后还能满足500年一遇设计、5000年一遇校核洪水，同时按汛限水位控制时能满足下泄河道1200m3/s 安全泄量的要求。

三、洪涝灾害

金寨县是一个自然灾害频发的地区，主要有洪涝、干旱、低温、阴雨、冰雹、大风、泥石流、地震、雪灾和虫灾等。其中以洪涝灾害最为严重。新中国成立后区域历史洪水灾害主要有：19540711 号洪水，3日雨量175mm，指定断面水位74.5m，入库洪峰流量4380m3/s，田地、塘、堰坝严重损毁。19690715 号洪水，3日雨量为241mm，指定断面水位72.48m，入库洪峰流量13978m3/s，出库洪峰流量1560m3/s，3 号桥面上水，水深达0.58m，梅山粮站、县人民医院住院部等地河水满溢出河床，由于当时城镇规模较小，发展落后，经济损失并不严重。19910710 号洪水，3日雨量361mm，指定断面水位74.52m，入库洪峰流量8500m3/s，出库洪峰流量3010m3/s，洪水漫溢出槽，县城大部分街道进水2m以上，最深进水达3～4m。1991年的特大暴雨洪水中，全县受灾人口50870 人，因灾倒塌房屋41659 间，造成直接经济损失6.044 亿元，其中城区80%地段被洪水淹没，受灾面积达3.2km2，受灾人口2 万人，倒塌房屋2500 间计50000m2，经济损失达1.1 亿元，灾情损失为新中国成立以来之最。20030711 号洪水，3日雨量223.5mm，指定断面水位71.36m，入库洪峰流量7400m3/s，出库洪峰流量970m3/s，未造成灾害损失。

四、调查布局

金寨县城梅山老城区位于梅山水库坝下约1km，本次调查覆盖了中心城区全境，居民宅基高程以小型飞机航测方式获取，后台依据航拍成果提取每一个建筑物的房屋基础高程，同时对企、事业单位，学校、医院等名录进行实地校验。洪水调查重点是20160709 号洪水，采集洪痕17 处，并对水面线的高程进行了实地测量。测量河道横断面48 处，纵断面156 处。实测11 号断面与梅山水文站测流断面基本一致，取11 号断面作为指定断面。指定断面图见图1。

图1 指定断面图（11 号断面）

五、影响评价分析

（一）设计流量

根据梅山水文站历年实测洪峰流量资料，采用P-Ⅲ频率曲线，经适线分析，均值Q 为402.1m3/s，Cv为1.52，Cs=4.0。经计算得出5年、10年、20年、50年、100年一遇洪峰流量分别为540m3/s、1014m3/s、1576m3/s、2403m3/s、3072m3/s。梅山水文站不同频率的设计洪峰流量成果见表1。

表1 梅山水库不同频率的设计洪峰流量成果表

（二）水位流量关系

梅山水库大坝下游1560m 建有梅山水文站，测验河段顺直长度约100m，宽150m，断面形态为单式断面，河床系沙卵石组成，冲淤变化较小。两岸均为浆砌石护堤，河堤（河滨路）路面高程在72.50m 左右，右岸河滨路外为山体，左岸为梅山老城区街道，因此水位在72.50m 以下基本断面控制良好，水位在72.50m 以上时，左岸水漫护堤进入城区街道，断面无法控制。梅山水文站基本断面综合水位流量关系曲线是依据1991年、2003年、2005年实测流量率定出来的。本次评价增加2016年实测资料进行重新率定，其水位流量关系见表2。

表2 梅山水库坝下水位流量关系表

（三）设计水位

由指定断面（断面11）水位流量关系，推算不同频率设计流量下的指定断面的洪水位，指定断面洪水设计成果见表3。

表3 指定断面设计洪水成果表

经计算，指定断面100年一遇设计水位为75.51m，50年一遇设计水位为74.46m，20年一遇设计水位为72.76m，10年一遇设计水位为71.11m，5年一遇设计水位为69.66m。

（四）成灾水位

基于房屋基础高程、沿河洪痕投影结果，综合考虑典型洪水（20160709 号）水面线、河道纵断面、沿河堰坝因素，依照短板效应原则确定成灾水面线，并以水文站位代表断面确定成灾水位。沿河无挡水构筑时，成灾水面线可以直接依据房屋基础高程与洪痕双投影后，依据最先淹没的点确定成灾水位，由指定代表断面上成灾水面线的值作为成灾水位。

鉴于史河梅山水库坝下金寨县梅山城区段曾经有过不同阶段的防洪治理，大部分河段建设了防洪堤，非天然转状态下确定成灾水位需要据实研判，由多要素综合投影成果图显示，起点距3950m 左右，左侧堤顶高程相对高程最低，此位置堤顶高程70.62m 作为致灾水位，换算到指定断面致灾水位为71.50m。

综合考虑以上因素，以梅山水文站为代表断面，成灾水位为71.5m，比20160709 号洪水高0.78m，成灾流量为1160m3/s。