库尔勒市山洪灾害现状评价
2024-02-01古力米娜赛依德
古力米娜·赛依德
(新疆维吾尔自治区巴音郭楞水文勘测局,新疆 库尔勒 841000)
山洪灾害现状评价的目标是基于设计洪水计算成果,分析沿河村落、集镇和城镇等评价对象的现状防洪能力,进行山洪灾害危险区等级划分及各级危险区人口及房屋统计分析,绘制现状防洪能力图,为山洪灾害防御预案编制、人员转移、临时安置等提供支撑[1]。现以园艺场(牧区)、莲花社区(村庄)为例,对库尔勒市山洪灾害防御现状进行评价。
1 概况
库尔勒市地处新疆维吾尔自治区腹心地带,是巴音郭楞蒙古自治州首府和政治、文化、经济的中心,下辖9乡3镇,人口约57万。库尔勒市属暖温带大陆性荒漠气候,干旱少雨,蒸发强烈,多年平均蒸发量2 772.8 mm,多年平均降水量62.7 mm[2]。此次库尔勒市山洪灾害防治范围主要为人群居住区人口密集的市中心规划范围,包括北山区、开发区、塔什店区,涉及面积约1 900 km2。
库尔勒市主要河流是孔雀河,孔雀河是博斯腾湖的唯一出水河道,为开都河流入博斯腾湖调节后的出流,目前流程不足400 km,多年平均径流量12.59 亿m3。孔雀河洪水主要由铁门关峡谷段哈满沟暴雨径流形成,哈满沟是典型的山溪性河沟,流程34.8 km,无常年径流,由径流等值线量算出年径流量290 万m3。哈满沟多在夏季7 月下旬出现突发性暴雨洪水,暴雨洪峰流量250 m3/s。
2 山洪灾害类型与特点
1949年以来,库尔勒市先后出现11次大范围山洪灾害。库尔勒市洪水威胁主要是春季(4—6 月,部分小河沟发生在3—4 月)融雪型洪水和夏季(6—8月)的暴雨型洪水[3]。每年4—6月,气温升高,冰融雪化,往往形成洪水,洪水流量大小主要视冬、春季山区积雪量、气温回升速度和幅度而定。
2.1 融雪型洪水(春洪)
这类洪水主要为季节型融雪洪水,开春后随气温逐渐回升,中低山积雪消融,形成融雪洪水。此类洪水多发生在4—6 月,部分小河沟发生在3—4 月,峰谷日变化十分有规律,与升温过程关系密切,历时长,峰值低,涨落平缓[4]。当山区积雪达一定厚度时,气温变化将导致以下2 种情形:①气温时高时低,洪水随之涨落;②随着气温逐日回升,洪水逐日增大,直到洪峰。
2.2 暴雨型洪水(夏洪)
这类洪水具有突发型,主要受局部天气和地形影响。由于降水强度大和洪水峰值高、历时短、来势凶猛,此类洪水一般具有独立的峰形,为北部河沟水系的主要洪水类型,多发生在6—8月暴雨季节[5]。
2.3 山洪灾害主要特点
2.3.1 突发性强,预报、预测、预防难度大
由于山洪形成主要受突发水流影响,再经狭窄的沟谷地形,往往具有突发、迅猛、流速快、历时短的特点,有时从发生到结束仅0.5 h 左右,瞬间流速可达20 m/s。这种突发性,不仅加重了灾情,而且难以准确预报和有效防治。
2.3.2 来势猛,成灾快,灾害大
山洪破坏性强,对工矿、交通设施、居民危害很大,并容易造成人员伤亡。
2.3.3 区域性明显,季节性强,频率高
山洪具有明显的区域性,主要集中在山前一带。降水对山洪的影响,首先表现在降水较多的年份山洪发生的频次也明显偏高;其次是在同一年中,雨季为山洪多发期。库尔勒市近几次规模较大的山洪均发生在5—8 月的降雨高峰期,具体发生时间大多和降雨同步或短期滞后。
2.3.4 水毁工程恢复难度大
山洪灾害常对水利、交通、矿业、电力、通信、农田等基础设施造成毁灭性破坏,群众几十年的财富积累亦毁于一旦,经山洪毁坏的农田等甚至多年难以恢复,这给灾后重建家园、恢复群众生产生活带来很大困难。
3 防御现状
3.1 工程措施
3.1.1 北山区防御现状
北山区有1、2、3、4 号洪水沟。1 号沟洪水的唯一出路是汇入市区北山路防洪渠,经防洪渠纵向纳入十八团干渠引出市区,在城区外西端排入孔雀河。现建有防洪堤1 034 m,穿西气东输等管线段水工保护工程总长93 m;排洪渠总长381 m,交通桥1座,过水路面1座。
2号沟洪水经巴州粮油中转站以西,过314国道和铁路桥,经防洪堤导入十八团干渠,再由十八团干渠引出市区,在城区外西端排入孔雀河。目前,在东沟输油管道中心线上下游进行了护砌,中心线以上修筑了长10 m 的浆砌石护面并在前端设置了深截墙;中心线以下修筑了长12.5 m的浆砌石护面,末端也设置了深截墙。在西沟输油管道中心线修建了1处直跌式跌水,并在下游设置了消力池及护坦,中心线以上修筑了长22.5 m的浆砌石护面并在前端设置了深截墙。
3 号沟洪水分别由塔里木石油后勤基地的东、西2 条大沟拦截排洪,穿过公路、铁路桥涵,通过过洪渡槽将洪水引渡到老十八团干渠。目前,西大沟修建了集洪渠、沉砂池、过洪渡槽及跌水,泄洪能力强。东大沟未修建沉砂池,致使集洪渠产生严重的淤积,淤积厚度达0.5 m,泄洪能力差。
4 号沟汇集石油站末段洪水,经集洪渠、过洪渡槽、跌水将洪水引渡到老十八团干渠,因集洪渠上游未建拦砂措施,故集洪渠淤积严重。
3.1.2 库鲁克沟防洪设施
开发区火车站铁路桥以下,建有1条堤顶宽8 m、总长1.6 km 的梯形防洪土堤,迎水面砌筑了长1 012 m 的浆砌片石护坡及9 个挑流坝。铁路工务段和铁路建筑段2 处涵洞下游分别修建了排洪渠,均排入库塔干渠。铁路桥至建设南路交叉口全长6 600 m,干砌片石导流堤700 m,浆砌片石永久堤坝5 900 m。东站5 孔16 m 铁路桥的下游出口,建有长50 m、深2.5 m 的沉砂池。沉砂池下游有纵坡为1/100~1/300,长2.4 km、宽18 m、高2~3.5 m的矩形排洪渠。
3.1.3 塔什店区防洪设施
(1)孔雀河北岸山区。州煤矿家属院附近已修建了2条排洪渠和沉砂池,由于山洪携带泥沙量大,排洪渠、沉砂池现已淤积严重。陶瓷厂附近建有1条排洪渠,淤积严重。农贸市场东边亦修建了排洪渠,但该渠与314国道交汇处未建交叉建筑物,致使洪水四处漫溢。
(2)孔雀河南岸山区。农二师汽车运输公司三队与自治区水电一处北面修建了导洪堤和排洪渠,由于排洪渠靠近煤矿养猪厂段渠中种植了大量树木,导致水流不畅、淤积严重。橡胶厂与火电厂北面亦修建了导洪堤、排洪渠,由于北面汇集于铁路桥的洪水较大,铁路桥下游修建的导洪堤标准偏低,不能满足设防标准。
3.2 非工程措施
在预测预报自动监测方面,目前库尔勒市境内只有1 个水文监测点和4 个气象站点。这些气象站仅能观测所在地20~30 km 的内天气变化、降水量等信息。在北部沿山区主要山洪河沟还没有系统地建设水文、气象监测设施,无法向山洪灾害易发的乡镇、村庄提供安全可靠预警信息。
在预警通信方面,虽然库尔勒市的通信设施近几年有较大发展,有线电话通信全部接通到乡镇、场,但山区农村、牧场通信设施滞后,农牧民居住分散,不能及时获得气象信息,甚至发生灾情后调查、了解灾情情况都十分困难。库尔勒市目前尚未建成完整配套的山洪灾害预警预报系统,遇到山洪灾害等紧急情况,只能利用现有的有线广播通知群众。
4 山洪灾害防御存在问题
4.1 北山区
(1)防洪资金投入严重不足。
(2)缺乏降雨、水情测报系统的有效工作,洪水预报不能做到及时、准确,洪水预警系统尚未建立。山区气象、水文站点少,测报设备落后,洪水预报能力弱,对山洪不能提前作出预报。
(3)排洪出路问题。北山一带洪水出路问题没有根本解决,目前北山洪水全部纳入十八团干渠,而十八团干渠断面小、坡度缓、渠线长,过量洪水必然漫溢破堤,酿成灾害。为此,必须分段排洪,就近入河,消除十八团干渠过重的长距离输水负担,也就消除了因之产生的重大祸患。
4.2 开发区
库鲁克山山前冲积扇汇集的山洪,虽被铁路和公路路基拦截,通过桥涵集中下排,但并没有解决洪水的出路问题。目前,洪水流量比较大的火车东站5 孔16 m 铁路桥以下排洪渠只修建了3.3 km,洪水出渠后四处漫流,没有将其排往希尼尔洼地。虽然开发区东面山前冲积扇的砂砾质戈壁滩上修筑了导洪堤,但中间2 km 地势低凹,堤防高度不够,每当发生洪水时此处积洪,洪水漫堤。
4.3 塔什店区
塔什店北山坡度陡、洪沟短、地表裸露、植被差,因而洪峰高历时短,洪水迅猛并携带大量泥砂,造成4 号桥、5 号桥泄洪道淤积,严重影响泄洪能力。农贸市场东边的防洪渠与314 国道交汇处未建任何交叉建筑物,每当发生洪水时,洪水四处漫溢,给当地居民造成重大损失。
综上,从工程措施来看,库尔勒市防灾工程不足,投入不够。从非工程措施看,雨量观测站和水文观测站密度不够,预测预警信息滞后,使得山洪灾害防御工作处于被动局面。
5 防洪现状评价
防洪现状评价的目标是基于设计洪水计算成果,分析沿河村落、集镇和城镇等评价对象的现状防洪能力,进行山洪灾害危险区等级划分及各级危险区人口及房屋统计分析,绘制现状防洪能力图,为山洪灾害防御预案编制、人员转移、临时安置等提供支撑。现以园艺场麻扎沟山洪灾害点为例,进行防洪现状评价。
5.1 成灾水位对应的洪水频率确定
根据园艺场控制断面水位-流量关系曲线,拟合曲线方程并确定评价对象成灾水位对应流量及频率,评价对象成灾水位来自于现场调查的河道控制断面测量成果。根据暴雨洪水分析成果,采用插值法计算得成灾水位对应的洪水发生频率。
5.2 各级危险区人口统计
根据不同频率下洪水的淹没范围,将危险区分为极高危险区、高危险区、危险区。结合地形地貌情况,划定对应等级的危险区范围。其中,高危(5~20 a一遇)属中等发生频次,人口13人;危险(>20 a一遇)属稀遇发生频次,人口50人。根据水位-人口成果,将成灾水位对应的洪水频率和各级危险区下的统计人口整理成典型小流域分析评价对象水位-流量-人口对照情况,详见表1。
5.3 现状防洪能力图绘制
参照小流域基础信息,绘制评价对象的现状防洪能力图。在外业调查基础上,根据评价对象的水位-人口关系、不同危险区的统计人口、成灾水位(其他特征水位)、各频率设计洪水位下的统计人口等,绘制防洪现状评价图,图中包括水位流量关系曲线、各特征水位及其对应的洪峰流量和频率、各频率洪水位以下的累计人口(户数)。园艺场防洪评价成果,如图1所示。
图1 园艺场现状防洪评价成果
同理,可绘制出库尔勒市其余山洪灾害点现状防洪评价图。库尔勒市山洪灾害分析评价对象及预警时段,详见表2。
表2 库尔勒市山洪灾害分析评价对象名录及集水区参数
6 结语
库尔勒市山洪灾害具有成灾快、突发性强、灾害大等特点,多年来给当地造成惨重损失。经分析探讨,库尔勒市山洪灾害形成原因主要为春洪、夏洪,存在问题主要为防洪工程不足、投入不够、山洪灾害监测站点密度不够、预测预警信息滞后、预警能力不强。通过以园艺场为例对山洪灾害现状进行评价,认为随着山洪流量、频率的增加,山洪灾害的发生概率随之增加,危险性亦也随之越大。