臨潭縣石門溝河流歷史洪水調查與分析

姜鋒

（甘肅省水文水資源局，甘肅 蘭州 730030）

臨潭縣石門溝河流歷史洪水調查與分析

姜鋒

（甘肅省水文水資源局，甘肅 蘭州 730030）

我國大多數區域位處東亞季風區，地質地貌復雜，人類活動劇烈，山洪災害頻繁，對人民群眾生命安全構成極大威脅和損害，是經濟社會可持續發展的重要制約因素之一。甘肅省山洪災害分布范圍廣，發生頻率高，災害損失嚴重，尤其是山丘區小流域河流更易突發山洪災害。以無水文實測資料的小流域溝道型河流為例，通過歷史洪水調查和分析，采用面積比降法推算洪峰流量，為當地山洪災害防治和設計規劃提供基礎資料技術支撐。

石門溝；歷史洪水；調查分析

1　流域概況

臨潭縣隸屬甘肅省甘南藏族自治州，位于甘南州的東北部地區，位于東經103°30′28″～103°51′30″，北緯34°30′25″～35°04′32″之間，東鄰定西地區的岷縣，北與臨夏回族自治州康樂縣相界，其余南、西及東北均與本州卓尼縣交錯接壤。地處青藏高原的東北部邊緣，是黃土高原的過渡地帶，地勢由西北向東南傾斜，平均海拔高度2825m，多年平均氣溫3.8℃，多年平均降水量535mm，多年平均蒸發量1484.6mm。境內河流屬黃河流域洮河水系，洮河在全境內總長105.5km，流域面積2868km2，除黃河水系的支流洮河外，另外二級河流有冶木河、羊沙河、南門溝、石門溝、秋峪溝等19條河流。石門溝是石門鄉境內主要河流，由石頭溝、牙尼溝、扎浪溝、黑溝等水匯合而成，自西向東流經蘿卜溝、李家溝等8個村莊流入洮河，全長約20km，境內流域面積113.1km2，年徑流量2260×104m3。

2　洪水調查及測量

2.1調查河段的確定

通過進行實地踏勘，了解河段控制條件及居民點分布、河床穩定性、斷面特征、河槽組成及歷年來河段的沖淤變化和治理情況。選取的調查河段位于臨潭縣石門鄉大橋關村，該河段無支流加入，無雍水影響，上斷面10m處有一彎道，上斷面至下游85m之間河段較順直、洪痕較明顯、附近有居民，距河口6km，調查河段以上集水面積62.8km2。河床由砂卵石組成，所選河段左岸為農田，右岸為陡石山坡。調查河段平面圖如圖1所示。

圖1　石門溝大橋關村調查河段平面圖

2.2調查過程

現場走訪調查河段附近居民，了解建國以來典型場次（最大和次大）洪水及暴雨發生的時間和過程，指認洪水痕跡并按年代的先后從上游向下游按順序統一編號，詳細記錄訪問情況。

2.2.1洪水發生年份調查

被調查人：張勇，男，漢族，67歲；張總良，男，漢族，73歲。被調查人一致敘述1955年7月石門溝河道來水為建國以來最大，1999年7月洪水為建國以來次大水，并根據《臨潭縣山洪災害防治非工程措施實施方案》、《甘南州2014年山洪災害防治項目實施方案》和其他資料記載，確定建國以來最大洪水發生年份為1955年7月，次大洪水發生年份為1999年7月。

2.2.2暴雨洪水過程調查

特大洪水：1955年7月暴雨洪水：被調查人敘述1955年7月，中午吃過飯后突然風很大，一會兒雷聲伴有閃電，雨從西北方向來，降雨歷史大約1h左右，上面來水形成山洪。那次洪水特別大，洪水從河灘沖上漫過樹林和農田，全部莊稼被淹沒，以后河灘中的樹被全部砍掉，開墾成了現在的農田。

根據調查人敘述從他們記事起見過的最大一場洪水。通過查閱《臨潭縣山洪災害防治非工程措施實施方案》，發現臨潭縣建國后50年代曾經發生過幾場歷史洪水災害，但關于本條河流調查人敘述的年份，沒有具體的雨情和災情數據。

次大洪水：1999年7月暴雨洪水：被調查人敘述1999年7月初開始下雨，連續下了幾天，雨下到第二天下午時河道水位開始起漲，主要是上游雨下的比較大，雨下到第五天記得河道水最高。有天下午大概14∶30過些雷聲很大，雨也從西方向來，雨大約下了1h左右，雨下的特別大，剛開始下雨的時還伴有冰雹，部分農田被淹沒，顆粒無收。

2.2.3洪痕調查

被調查人敘述：1955年洪水從河灘沖上漫過樹林和農田，全部莊稼被淹沒，以后河灘中的樹被全部砍掉，開墾成了現在的農田。1999年洪水比1955年小些，水印子比1955年的水印低。根據現場指認及測算1955年洪痕高程2331.98m，1999年洪痕高程2331.69m。

根據被調查人敘述和實地查看確定1955年、1999年洪水左岸農田邊洪痕可靠，無變動；右岸陡石山由于時間久遠洪痕已無法確定。

2.3測量方法

在調查河段上斷面向下游26.3m處左岸河床大石頭頂部設立BM，用RTK假定高程，高程為2330.980m。按照《水文調查規范》要求，選取比較順直的河段，上下斷面間距為60m，左岸上下斷面處確定起點距0m位置，在地形轉折處布置測點，利用水準儀、全站儀、測繩等儀器，測量上下橫斷面，并自上斷面開始向下斷面測量縱斷面洪痕以及河底高程。根據測量成果數據，繪制改地溝調查河段縱斷面圖如圖2所示。

圖2　石門溝大橋關村調查河段縱斷面圖（上、下）

3　洪峰流量計算

3.1計算方法

按照《水文調查規范》要求，該調查河段順直、洪痕點較多、河床穩定，故采用比降面積法推算。

式中∶Q——洪峰流量，m3/s；

I——河道比降；

A——過水斷面面積，m2；

R——水力半徑，m；

n——河床糙率。

3.2參數確定

2）糙率：主河床由粗沙礫、粗卵石（D為 10～20cm）組成，左岸為農田，右岸為陡山坡。根據《甘肅省天然河流糙率表》，糙率選定為0.040。

3.3計算成果

采用上述公式計算上下斷面洪峰流量，取其平均值分別為“1955.07”“1999.07”洪峰流量。經計算，石門溝1955年洪水洪峰流量為233m3/s，1999年洪水洪峰流量為164m3/s。石門溝調查河段洪峰流量計算成果見表1。

表1　石門溝調查河段洪峰流量計算成果表

3.4重現期確定

根據石門溝流域洪水調查資料記載和本次洪水調查情況，本次洪水調查按照經驗頻率計算公式計算確定，公式為：

式中：P——經驗頻率；

N——調查期；

T——重現期；

m——洪水排序；

經計算，1955年洪水重現期為67年一遇；1999年洪水重現期為33年一遇。

3.5可靠性與合理性分析

從調查現場實際情況來看，石門溝“1955.07”、“1999.07”洪水選定調查河段較順直，斷面較規整，河床較穩定，受人類活動影響較小，符合比降面積法的使用條件。確定的洪痕水面線與調查河段河底坡降線接近平行，符合一般河流的變化規律。根據指認人敘述石門溝河道建國以來最大洪水發生年份為1955年7月，次大洪水發生年份為1999年7月。查閱《臨潭縣山洪災害防治非工程措施實施方案》、《甘南州2014年山洪災害防治項目實施方案》和其他資料記載，洪水發生年份可靠。從計算成果數據上看，石門溝“1955.07”、“1999.07”洪水洪峰流量與流域面積的比值分別為1.42和1.30，在臨潭縣境內屬較小數據，符合小流域洪水規律，計算成果合理。

4　結論及建議

4.1結論

選取的石門溝河流為山洪災害重點防治區且有代表性的小河流，在臨潭縣內具有較好的流域代表性，依照相關規范，設定基本水準點BM，采用RTK測定水準基點，繪制歷史洪水調查河段平面圖；并用全站儀測量上下橫斷面、縱斷面高程；用比降面積法計算洪峰流量，測定和計算方法符合《水文普通測量規范》（SL58-93）、《水文調查》技術要求。調查分析結果臨潭縣石門溝1955年洪水為新中國成立以來歷史最大洪水，洪峰流量233m3/s，重現期為67年一遇；1999年洪水為新中國成立以來次大洪水，洪峰流量164m3/s，重現期為33年一遇。以為例進行山區小流域河流歷史洪水調查分析和計算，成果可作為臨潭縣山洪災害防治工程及相關設計的基礎依據。

4.2建議

通過本次歷史洪水調查分析，山洪普遍具有突發性、水量集中、破壞力大等特點。山洪及其誘發的泥石流、滑坡，常造成人員傷亡，房屋、田地、道路和橋梁毀壞等，甚至可能導致水壩、山塘潰決，成災速度非常快，幾乎令人猝不及防，對國民經濟和人民生命財產造成嚴重危害。因此，小流域暴雨洪水預警預報和防御能力應得到更多的關注和重視。通過小流域河流歷史洪水調查，制定防洪規劃并實施小流域綜合治理，建立防洪預警體系，最大限度地減輕小流域暴雨洪水災害，是未來防洪減災工作的一項重要內容。

［1］甘肅省2014年度山洪災害防治項目甘南州臨潭縣歷史洪水調查報告［R］.甘肅省水文水資源局，2015.

［2］水文調查規范（SL196-2015）［Z］.中華人民共和國水利部.中國水利水電出版社，2015.

［3］任玉東.小流域洪水流量計算方法探析［J］.中國科技信息，2012，18.

［4］甘肅省洪水調查資料（第二冊）黃河流域（湟水、洮河水系［Z］）.甘肅省水利廳，1983，6.

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