基于Arcgis的永濟(jì)市山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)研究

劉澤云

摘 要 本文在永濟(jì)市前期山洪災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，基于Arcgis軟件，深入分析了永濟(jì)市山洪災(zāi)害防治區(qū)暴雨洪水特性，選用合適的設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法和分析評(píng)價(jià)方法，綜合分析防治區(qū)沿河村落的防洪現(xiàn)狀，劃分山洪災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)，分析確定預(yù)警指標(biāo)。

關(guān)鍵詞 山洪災(zāi)害 危險(xiǎn)區(qū) 預(yù)警指標(biāo)

中圖分類號(hào)：P931 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

我國(guó)山洪災(zāi)害頻發(fā)，其歷時(shí)短、漲幅大，洪峰高、水量集中、成災(zāi)迅速、破壞力大等特點(diǎn)，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)山洪災(zāi)害有許多研究成果，康愛卿對(duì)于山西省的山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作進(jìn)行了分析與技術(shù)探討，提出了相應(yīng)的對(duì)策建議。本文基于Arcgis軟件對(duì)永濟(jì)市山洪災(zāi)害進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

1材料和方法

1.1研究區(qū)概況

永濟(jì)市位于山西省西南部，運(yùn)城盆地西南角。西臨黃河，南依中條山與芮城接壤，東鄰運(yùn)城市，北接臨猗縣。東西長(zhǎng)49km，南北寬43.5km，總面積1221.06km2。

永濟(jì)市屬溫帶大陸性氣候，全市年平均氣溫13.5℃，年平均降水量在500～550mm之間，年平均日照2272.5小時(shí)，無霜期216天，春、夏、秋、冬四季分明，光、熱、水源充足，極利于小麥、棉花等多種植物生長(zhǎng)。

永濟(jì)市地處山、塬、河的交匯處。山與河之間為長(zhǎng)條平川，黃河川道區(qū)有階地、灘地和水面，東北側(cè)為河水沖積平面，地形較為復(fù)雜。全市現(xiàn)有的1座?、蛐退畮旒?3座小塘壩，30條溝道，大多位于中條山的前沿，易受到山洪災(zāi)害的威脅的有18條溝道下游的村莊。

1.2 研究方法

1.2.1基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備

（1）流域特征值

結(jié)合沿河村落分布情況和分析評(píng)價(jià)需要，選用測(cè)繪院提供的2.5m精度的永濟(jì)市遙感影像圖，分析沿河村落的洪水組成，對(duì)小流域進(jìn)行劃分。永濟(jì)市各重點(diǎn)防治區(qū)橫縱斷面數(shù)據(jù)、沿河村落居民點(diǎn)高程采用測(cè)繪院提供數(shù)據(jù)，用于計(jì)算水位人口關(guān)系曲線。

（2）其他資料

收集了永濟(jì)市境內(nèi)的蒸發(fā)資料，以及《山西省水文手冊(cè)》中有關(guān)永濟(jì)市設(shè)計(jì)暴雨和設(shè)計(jì)洪水的相關(guān)資料。通過實(shí)地查勘永濟(jì)市的植被和土壤的空間分布情況，在《水文手冊(cè)》水文下墊面產(chǎn)流地類圖和匯流地類圖上進(jìn)行修正，用于核算小流域產(chǎn)、匯流地類面積。

1.2.2計(jì)算方法

設(shè)計(jì)暴雨和設(shè)計(jì)洪水均采用《水文手冊(cè)》中的方法，其中設(shè)計(jì)洪水采用流域模型法計(jì)算。根據(jù)《水文手冊(cè)》成果，這些方法對(duì)山洪過程的降雨、產(chǎn)流和匯流等環(huán)節(jié)的模擬比較穩(wěn)定，并且參數(shù)的選取經(jīng)過了大量實(shí)測(cè)資料的驗(yàn)證，因此直接采用《水文手冊(cè)》中的方法和提供的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)暴雨和設(shè)計(jì)洪水的分析計(jì)算。暴雨歷時(shí)確定為10min、60min、6h、24h和3d 5種。暴雨頻率為100年一遇、50年一遇、20年一遇、10年一遇、5年一遇5種。永濟(jì)市位于山西省水文分區(qū)的中區(qū)與東區(qū)，設(shè)計(jì)雨型直接采用《水文手冊(cè)》中區(qū)與東區(qū)主雨日24h雨型模板。

水位流量關(guān)系采用曼寧公式和水面線兩種方法進(jìn)行分析，主要采用水面線法。

預(yù)警指標(biāo)的計(jì)算，雨量預(yù)警指標(biāo)從危險(xiǎn)區(qū)成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)流量的洪水推算而得。水位預(yù)警指標(biāo)是下游危險(xiǎn)區(qū)成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)流量在水位站推算出的水位值，水位站的水位流量關(guān)系采用比降面積法進(jìn)行計(jì)算。

1.2.3危險(xiǎn)區(qū)范圍確定

對(duì)危險(xiǎn)沿河村落，推求100年、50年、20年、10年和5年一遇設(shè)計(jì)洪水水面線。根據(jù)一維水力學(xué)模型計(jì)算得到的河道橫斷面左右岸淹沒位置，利用gis工具生成39個(gè)沿河村落100年，50年、20年，10年和5年一遇設(shè)計(jì)洪水的淹沒范圍。5年、10年、20年、50年和100年的洪水淹沒線繪制到GIS圖中。危險(xiǎn)區(qū)范圍為最高歷史洪水位和100年一遇設(shè)計(jì)洪水位中的較高水位淹沒范圍。

1.2.4預(yù)警指標(biāo)確定

根據(jù)河水漫灘的水位，結(jié)合實(shí)測(cè)河流斷面資料計(jì)算出相應(yīng)的流量，即為危險(xiǎn)流量。由于徑流是由降雨產(chǎn)生的，從達(dá)到危險(xiǎn)流量的時(shí)間開始往前推，在一定時(shí)間之內(nèi)的累計(jì)降雨量即為臨界雨量。山洪的大小除了與降雨總量、降雨強(qiáng)度有關(guān)外，還和流域土壤飽和程度或前期影響雨量密切相關(guān)。

2結(jié)論

2.1防洪能力現(xiàn)狀分析成果

根據(jù)永濟(jì)市所確定的防災(zāi)對(duì)象的根據(jù)防災(zāi)對(duì)象防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)成果繪制防災(zāi)對(duì)象現(xiàn)狀防洪能力分布圖中可以看出： 65個(gè)沿河村落中，防洪能力小于5年一遇的有12個(gè)，5-20年一遇的有1個(gè)，20-50年一遇的有16個(gè)，50-100年一遇的有36個(gè)。

2.2危險(xiǎn)區(qū)劃分成果

永濟(jì)市65個(gè)沿河村落中，極高危險(xiǎn)區(qū)的村莊有12個(gè)，高危險(xiǎn)區(qū)的村莊有8個(gè)，危險(xiǎn)區(qū)的村莊有45個(gè)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，處于各級(jí)危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的共有593戶2352人，其中位于極高危險(xiǎn)區(qū)居民有38戶181人，高危險(xiǎn)區(qū)居民有151戶604人，危險(xiǎn)區(qū)居民有404戶1567人。另外，其中有9個(gè)沿河村落存在山洪災(zāi)害特殊工況。

2.3預(yù)警指標(biāo)分析成果

預(yù)警時(shí)段與流域的匯流時(shí)間有關(guān)，本文基本預(yù)警時(shí)段定為0.5h、1h、2h、3h、6h。經(jīng)計(jì)算，永濟(jì)市65個(gè)沿河村落中較干情況下0.5小時(shí)臨界雨量介于20-50mm的有28個(gè)，介于50-70mm之間的有31個(gè)，介于70-100mm的有6個(gè)；一般情況下0.5小時(shí)臨界雨量介于20-50mm的有53個(gè)，介于50-70mm之間的有9個(gè)，介于70-100mm的有3個(gè)；較濕情況下0.5小時(shí)臨界雨量介于20-50mm的有56個(gè)，介于50-70mm之間的有9個(gè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃編制技術(shù)大綱[S]. 2003.

[2] 康愛卿.山西省山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作分析[J].中國(guó)防汛抗旱，2014，24（04）：54-56.endprint