河南省山丘區(qū)沿河村落防洪能力分析

陳利軍

(河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450016)

0 引言

河南省地跨長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域，地勢(shì)西高東低，三面環(huán)山，地形條件較為復(fù)雜。河南省位于暖溫帶和北亞熱帶地區(qū)，全省屬大陸型季風(fēng)氣候，同時(shí)具有由平原向丘陵山地氣候過渡的特征，年平均氣溫12℃～16℃，年平均降水量約為600～1 300 mm。特殊的地理位置和自然條件，致使河南省山丘區(qū)山洪災(zāi)害頻繁，嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為了研究河南省山丘區(qū)沿河村落山洪災(zāi)害的防御能力，文章以省內(nèi)79個(gè)縣(市、區(qū))的山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)，對(duì)河南省山丘區(qū)9 991個(gè)沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并結(jié)合地質(zhì)地貌和地形因素進(jìn)行分析，以探求全省山丘區(qū)沿河村落防洪現(xiàn)狀，不同危險(xiǎn)區(qū)域的分布規(guī)律，為山洪災(zāi)害的防治工作提供參考。

1 沿河村落防洪能力評(píng)價(jià)

1.1 資料收集途徑

河南省按照水利部和財(cái)政部的安排部署，依據(jù)《全國(guó)山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案(2013—2015)》有關(guān)要求，開展了全省79個(gè)縣(市、區(qū))的山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作，這些縣市主要集中豫南、豫北、豫西和豫中的山區(qū)丘陵地帶，開展的工作包括山洪災(zāi)害基本情況、小流域基本特征、水文、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等情況調(diào)查，沿河村落防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，預(yù)警指標(biāo)分析和危險(xiǎn)區(qū)劃分等。該工作由多家單位共同承擔(dān)，各單位各階段的數(shù)據(jù)成果通過審核后，借助河南省山洪災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)上報(bào)平臺(tái)和山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)審核匯集系統(tǒng)形成最終成果。文章即依據(jù)上述資料成果針對(duì)河南省山丘區(qū)沿河村落的防洪現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究分析。

1.2 防洪能力評(píng)價(jià)方法

進(jìn)行沿河村落防洪能力評(píng)價(jià)時(shí)，首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的沿河村落、集鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)人口高程分布關(guān)系以及歷史洪水情況，確定沿河村落的成災(zāi)水位。然后根據(jù)計(jì)算得到的水位流量關(guān)系或者曼寧公式等水力學(xué)方法，求出成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)的洪峰流量。采用頻率分析法或者插值法等方法，確定該流量對(duì)應(yīng)的洪水頻率，成災(zāi)水位對(duì)應(yīng)的洪水頻率就代表該村落的防洪能力現(xiàn)狀。根據(jù)《山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)要求》規(guī)定，根據(jù)沿河村落5年一遇、20年一遇和100年一遇3個(gè)頻率的設(shè)計(jì)洪水位，進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)劃分，即小于5年一遇的為極高危險(xiǎn)區(qū)，大于等于5年一遇而小于20年一遇為高危險(xiǎn)區(qū)，大于等于20年一遇而小于100年一遇為危險(xiǎn)區(qū)。根據(jù)上述劃分標(biāo)準(zhǔn)，可評(píng)判各村落的危險(xiǎn)級(jí)別。

1.3 防洪能力評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全省9 991個(gè)沿河村落按不同防洪能力進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，可得全省各級(jí)別危險(xiǎn)區(qū)的沿河村落分布情況，結(jié)果如表1所示。

表1 河南省沿河村落防洪能力評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

由表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，全省山丘區(qū)沿河村落防洪能力在20年一遇以上比例為76.70%，說明山洪災(zāi)害的整體防御能力較強(qiáng)。小于5年一遇的極高危險(xiǎn)區(qū)村落個(gè)數(shù)為587個(gè)，占比為5.90%。雖然高危險(xiǎn)區(qū)的村落占比較低，但其分布情況在不同縣區(qū)具有隨機(jī)性和突變性，在個(gè)別縣市極度集中，一旦發(fā)生山洪災(zāi)害，勢(shì)必給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。所以有必要對(duì)全省山丘區(qū)沿河村落防洪能力的分布規(guī)律進(jìn)行深入研究，以便能夠更加精準(zhǔn)地進(jìn)行山洪災(zāi)害的防治工作。

2 沿河村落防洪能力的分布規(guī)律

對(duì)于評(píng)價(jià)村落數(shù)在40個(gè)以下的縣市區(qū)，其現(xiàn)狀村落防洪能力表現(xiàn)出很大的隨機(jī)性和突變性，對(duì)研究總體分布規(guī)律的干擾很大，故此次針對(duì)評(píng)價(jià)村落總數(shù)在40個(gè)以上的縣市區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)分析，同時(shí)重點(diǎn)研究小于5年一遇的極高危險(xiǎn)區(qū)和大于100年一遇的非危險(xiǎn)區(qū)，力求從這兩者探求全省山丘區(qū)不同防洪能力沿河村落的分布規(guī)律并尋求影響分布規(guī)律的主要因素。

2.1 小于5年一遇沿河村落分布規(guī)律

防洪能力小于5年一遇的村落屬于極高危險(xiǎn)區(qū)，是山洪災(zāi)害防治工作的重點(diǎn)地區(qū)，對(duì)其分布規(guī)律的研究有重要指導(dǎo)意義。圖1展示了防洪能力小于5年一遇的村落分布圖。從圖中可以看出，小于5年一遇村落在全省范圍內(nèi)的分布不均勻，在一些區(qū)域呈現(xiàn)出集中分布的特征，形成了三個(gè)集中分布區(qū)：①豫西集中分布區(qū)；②豫南集中分布區(qū)；③豫北集中分布區(qū)。

圖1 防洪能力小于5年一遇沿河村落分布圖

豫西集中分布區(qū)位于河南省西南山區(qū)，包括有欒川縣、盧氏縣、嵩縣和靈寶市等，這些縣市小于5年一遇評(píng)價(jià)對(duì)象的占比均在10%左右。分析認(rèn)為，造成這一區(qū)域山洪災(zāi)害的主導(dǎo)因素是較大的坡降，以欒川縣為例，欒川縣山地面積占91.40%，地勢(shì)西南高，東北低，其中坡度>25°小流域面積占比79.17%，陡峭的地形使暴雨產(chǎn)生的地表徑流快速順坡而下，向河谷和主河道快速匯集，易形成破壞力強(qiáng)的山洪洪峰。該區(qū)的地勢(shì)特性為山洪災(zāi)害提供了有利的勢(shì)能環(huán)境。

豫南集中分布區(qū)主要包括潢川縣、浉河區(qū)等，如圖1所示，其中潢川縣小于5年一遇的村落評(píng)價(jià)對(duì)象的比例為33.43%，浉河區(qū)為12.57%。該地區(qū)位于豫南大別山山地丘陵區(qū)，年雨量豐沛，植被良好，坡面和河道的調(diào)蓄能力較大。與豫西集中分布區(qū)不同，該區(qū)域地面平均坡度不大，但河網(wǎng)密度大，降雨量大，成為該區(qū)域山洪災(zāi)害的主要原因。

豫北集中分布區(qū)主要包括湯陰縣，其周邊分布有安陽縣、林州市、淇縣、輝縣市、衛(wèi)輝市等。其中湯陰縣小于5年一遇評(píng)價(jià)對(duì)象的比例為40.43%。該區(qū)域位于豫北山地區(qū)，地面高程在100～1 000 m左右，地形起伏大，坡度陡，植被差，季節(jié)性河流洪水陡漲陡落，是造成其防洪能力較差的主要原因。

2.2 大于100年一遇沿河村落分布規(guī)律

防洪能力大于100年一遇的村落分布如圖2所示。可以看出，在所調(diào)查的縣區(qū)內(nèi)，防洪能力大于100年一遇的村落分布較為均勻。所有縣市中大于100年一遇的村落比例在60%以上的有宜陽縣、孟津縣、新安縣、伊川縣、偃師市、淅川縣、平橋區(qū)、衛(wèi)輝市、博愛縣、泌陽縣。從地貌特征來看，這些縣市均位于丘陵區(qū)，境內(nèi)以丘陵和平原地貌為主。分析認(rèn)為，地面坡度是影響山洪災(zāi)害生成的一個(gè)重要因素。坡度越大，匯流時(shí)間越短，形成洪峰所需的時(shí)間也越短，引發(fā)的山洪災(zāi)害破壞力也就越強(qiáng)。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，上述10個(gè)縣市中有8個(gè)縣市的平均坡度在15°以下，且大于25°的陡坡比例均較小。所以這些縣市整體表現(xiàn)出較高的山洪防御能力。

圖2 防洪能力大于100年一遇沿河村落分布圖

3 結(jié)語

文章對(duì)河南省山區(qū)9 991個(gè)沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，得到了全省沿河村落防洪能力的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，同時(shí)對(duì)不同地區(qū)防洪能力強(qiáng)弱的分布規(guī)律進(jìn)行了研究分析，結(jié)果顯示，河南省防洪能力在20年一遇以上的村落占比76.70%，山洪災(zāi)害整體防御能力較強(qiáng)。防洪能力小于5年一遇的極高危險(xiǎn)區(qū)主要集中分布在豫西山區(qū)、豫南山區(qū)和豫北山區(qū)，其中以豫西山區(qū)分布面積最廣，集中程度最高。防洪能力差的原因主要為地面坡度大、河網(wǎng)密度大、降雨量多以及季節(jié)性河流洪水陡漲陡落。此次研究的成果能夠?yàn)楹幽鲜∩胶闉?zāi)害的防治工作提供一定的參考依據(jù)。