山區小流域洪水風險評估與預警技術探析

劉海蓮

(永豐縣沿陂鎮水務站，江西 吉安 331504)

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山區小流域洪水風險評估與預警技術探析

劉海蓮

(永豐縣沿陂鎮水務站，江西 吉安 331504)

受我國地質環境和氣候環境的影響，雖然近年來在洪水預警和防控等方面取得了十分顯著的成效，但山區小流域洪水災害仍時有發生。為降低洪水災害所造成的人員傷亡，減少因小流域洪水所導致財產損失。故而文章從風險評估和預警技術兩個角度對山洪防護問題進行探討，并結合相關文獻和多年工作經驗提出一些觀點，以供相關人員參考和借鑒。

洪水風險評估；預警技術；山區小流域；規劃

1　山區小流域洪水風險概述

所謂小流域山洪，一般是指在山區環境下，因為持續降雨被地形積蓄所導致的一種洪水形式。從氣象學尺度上看，氣候的大環流會包含諸多小環流系統，而每個小環流系統則是導致小流域山洪的關鍵原因。由于小環流氣候的地域性強、環流時間短但循環強度大，一旦引發極端氣候將導致十分嚴重的后果。而從我國整體山區分布狀況來看，呈三級階梯的形式十分容易導致小環流，因而在山區發生小流域山洪的概率較高[1]。

暴雨是山洪發生的源頭，而形成大規模持續性暴雨必須具有充足水汽準備同時還要能實現氣流上升運動,這兩個因素缺一不可。而據氣象學研究顯示，自然界中只有層積云和對流云能造成足夠引發小流域山洪的暴雨。而水汽的來源一方面是江河湖泊的自然蒸發，另一方面則是依靠季風將太平洋西部與印度洋靠赤道一部分海洋氣團攜帶而來。本地水汽則是由溫帶氣旋和地形因素的影響而做上升運動，從而形成大量積雨云。

2　山區小流域洪水風險評估措施

2.1風險因子和量化指標

對與省份和地區地域來說，山洪風險評估應采用大尺度風險評估方式。并利用GIS對相關指標和因子進行疊加分析和空間分析。通過對風險大小進行明確而后進行風險等級劃分。其具體實施步驟可總結如下，首先針對該地區山洪爆發的相關風險因素進行選取，而后對各個風險因素的指標進行量化，并建立風險管理體系。多方參照并結合工作經驗選擇風險的計算方式，對風險大小進行計算。而后根據風險大小劃定風險區域圖像。

導致小流域山洪的風險因素主要可分為兩個方面，其一是洪水危險性，包含氣候因子、下墊面因子以及防洪體系因子等。其二是承災體強度，包括暴露度、易損性和恢復力3個方面。每個因子都攜帶有相應的量化指標。對這些風險因子在小流域山洪爆發中所承擔的貢獻率和影響機制進行分析，并采用模糊聚類法以及層次分析法對風險大小進行計算。

2.2區劃和評估

根據不同的風險評估目的，可采用洪災損失、洪水特征以及洪水頻率等相應的風險評判角度進行評估。首先，從洪水頻率角度來看，任何山區城市及鄉村都有可能被遭到洪水災害，而洪水頻率則代表了這些地區遭受洪水的可能性。這種風險評估方法，主要針對河流泛濫地區。參照評估結果能對該地區防洪建設和土地規劃提供更加規范的建設指導。從洪水特征角度進行評估，主要是區分不同洪水程度所導致的洪水嚴重程度和破壞程度，其所選取的風險因子主要有洪水泥沙攜帶量、水中漂浮物以及污染物等。通常情況下，即使洪水頻率相同但洪水對周圍環境和基礎設施的破壞效果也會存在顯著差異。而這些差異就能從洪水特征上表現出來。根據洪水特征的評估，能有效預防和彌補洪水所造成破壞。同時，立足于洪水特征進行危害評估，還應當充分考慮城市人口數量和企業、產業稠密程度，以此判斷洪水所能造成傷亡情況和經濟破壞程度。最后，則是從損失期望角度對洪水災害進行評估，這種評估則進一步具體到人員生命安全、財產安全、經濟損失、產業損失以及災害所造成的后續一系列相關損失情況。在洪水頻率和特征評估的基礎上，從洪水對人類社會所造成的多方面影響進行綜合分析，以獲得更加保險的防洪參照。

以上不同角度的洪水評估方式，實際上是從自然環境到人類社會不斷細化的過程，從洪水特頻率到損害期望值等多種評估方式，是綜合考慮了洪災損害與防洪措施的效果，并從經濟角度、社會效益角度等多方面進行評估的結果。在具體使用時可綜合采用，但僅從各種角度進行評估，都有著相應的應用價值。

3　山區小流域洪水預警技術探討

小流域山洪爆發具有很強的破壞性，其危害會局限在某地域之內，通常突然爆發，給防護準備措施所留時間相對較少，并且其相應的防護措施一般并不顯效，而若采用長效和大型的防護工事則經濟性較差，對當地經濟發展并不具有補益作用。因此，建立相應的預警監測機制，則能有效降低山洪所造成的損害。

在山洪預警機制中，以水文氣象觀測作為基礎，并結合氣象預報、水文預報以及山洪預警等多種預報方式。一旦各層級預報都達到警戒峰值，則啟動山洪報警。其中水文氣象監測是針對當地江河水位、降雨量等進行觀測，并通過氣象衛星監控、天氣雷達監控等多方面監控手段，綜合報道而獲得相應信息。雨水情況監測，可采用雷達對降雨情況進行校核，并根據山洪監測結果實現語境。同時，結合衛星云圖對雨水監測的結果，做出綜合性判斷。然而，我國的水文氣象監測網點布置完善程度不足，監測漏洞較大，報訊時間間隔較長，所以在實際監測中所起到的作用并不十分明顯。而對水文特性也缺乏有效和及時的監測反饋機制。一次你，在當前，應該將工作重點放在監測網點的建立，因警報系統的升級等方面

隨著技術的進步，對局部地區進行水文預報和降雨預報已經成為現實，但這種預報的精度與穩定性都無法達到實際要求，在具體監測預警過程中只能起到輔助監測的作用。而大部分語境信息的獲取，都有賴于對江河水情進行實際探測所獲得。如何選擇監測指標是擺在監測工作面前，必須要解決的問題之一。在當前主要采用美國所發布的FFG山洪預警，這種預警方式現在已經在湄公河、羅馬尼亞、南非以及韓國等地得得到廣泛應用，而我國目前的監測指標選擇，也參照了FFG標準。由于國內山地地形情況特殊，地質狀況與美洲更是存在顯著差異，其中以泥石流、滑坡以及山溪洪水等災害最為常見，并且其所導致的危害也最為嚴重。因此國內預警方式是針對這些常見災害類型，分別選取相應的風險指標進行分析計算。可采用區域臨界雨量、單站臨界雨量計算方法，如這兩種計算方法是通過對該時段雨量進行取值，并選擇其最小值作為判定標準。并同時統計本地山洪災害發生次數、等級，該區域所擁有的監測站數量以及這些監測站所記載的所有山洪災害相關資料，并根據不同時段的山洪狀況對降雨量取最大值。而區域降雨量則將單個監測站擴大到整個區域面范圍。此外根據具體天氣氣候變化的不同，可將暴雨頻率與災害頻率假定為相同，并利用頻率分析法對山洪發生的頻率、場次等進行深入分析。以降雨量設計值作為參照，從山洪頻次中選擇與之相等的數值作為雨量初值即可。

4　總　結

山洪災害對山區人們生活帶來了嚴重的威脅和風險，隨著技術的進步，人們有足夠的能力對山洪進行預警和防護。而接下來需要考慮的是如何在山洪災害防護相關上提高效率和經濟性，提高預警的準確率和時效性。從而有效保障人們生活安全和當地經濟穩定。

[1]王超,金濤,孟潔,等.基于水力學法的蘭江段堤防防護區洪水風險分析方法[J].水電能源科學,2015(05):42-44.

1007-7596(2016)06-0099-02

2016-04-22

劉海蓮(1980-)，女，江西永豐人，工程師，研究方向為水文與水資源、水文水利計算、水文預報工作。

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