平原區(qū)洪澇災(zāi)害分析評(píng)價(jià)與預(yù)警研究

孫文偉

(遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115003)

平原區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作，是配合國(guó)家的“基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系”平臺(tái)建設(shè)，按照新時(shí)期防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作“兩個(gè)堅(jiān)持，三個(gè)轉(zhuǎn)變”的新理念、新要求，針對(duì)防洪排澇工作中暴露出的瓶頸短板和薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)低洼易澇居住村屯進(jìn)行調(diào)查、分析、評(píng)價(jià)，按“統(tǒng)籌規(guī)劃、突出重點(diǎn)、因地制宜、合理配置、科學(xué)治理”的原則，力求摸清基層防洪排澇的現(xiàn)狀，提出各評(píng)價(jià)單元的預(yù)警指標(biāo)。

按照《遼寧省基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)實(shí)施方案》的要求，這次平原區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作任務(wù)主要是：外業(yè)實(shí)地調(diào)查、測(cè)量、調(diào)查易低洼易澇威脅的村落(自然村、組或社區(qū)，以下統(tǒng)稱村落)分布及歷史洪澇災(zāi)害調(diào)查；內(nèi)業(yè)進(jìn)行資料收集、整理、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析、評(píng)價(jià)，最終形成“平原區(qū)洪澇災(zāi)害分析評(píng)價(jià)技術(shù)報(bào)告”。

1 洪澇災(zāi)害調(diào)查

1.1 調(diào)查工作技術(shù)路線

洪澇災(zāi)害調(diào)查工作主要為相關(guān)單位規(guī)范指標(biāo)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，工作路線如圖1。

圖1 平原區(qū)調(diào)查工作路線圖

1.2 調(diào)查資料收集

資料的收集，主要分為以下內(nèi)容：

(1)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道辦事處、行政村、居民委員會(huì)、自然村的行政區(qū)劃資料和人口、居民戶數(shù)等。

(2)縣、區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)基本情況。

(3)縣區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害的歷史資料。發(fā)生洪澇災(zāi)害的時(shí)間及地點(diǎn)、過程降雨量、最大淹沒水深、最大流量、災(zāi)害損失、洪澇情況等。

(4)收集水文、氣象部門的自動(dòng)雨量、水位、流量等監(jiān)測(cè)站點(diǎn)基本情況。

(5)收集水利設(shè)計(jì)成果資料。有關(guān)河道、排灌閘站、堤防等水利工程的設(shè)計(jì)、規(guī)劃指標(biāo)等信息。

(6)收集塘壩、水庫(kù)、橋梁、路涵等威脅影響居民區(qū)安全的涉水工程信息。

2 分析評(píng)價(jià)

對(duì)評(píng)價(jià)的平原區(qū)首先應(yīng)分析低洼易澇村落的暴雨洪水特征及歷史淹沒情況，劃分低洼易澇村落的危險(xiǎn)等級(jí)(重點(diǎn)和一般兩級(jí))，按照設(shè)計(jì)暴雨頻率分析方法，確定雨量預(yù)警指標(biāo)時(shí)段和閾值。低洼易澇村落分析評(píng)價(jià)的技術(shù)路線，詳見圖2。

圖2 低洼易澇村落分析評(píng)價(jià)技術(shù)路線圖

2.1 前期工作

首先進(jìn)行評(píng)價(jià)單元村落地形測(cè)量，提取評(píng)價(jià)村屯地形數(shù)據(jù)。方法是根據(jù)村落地形地貌情況，將村落周圍區(qū)域按照地形地貌、公路、鐵路、渠道、堤壩等擋水建筑物為分水線，在內(nèi)部布設(shè)一定寬度的網(wǎng)格，分別測(cè)量網(wǎng)格焦點(diǎn)處的經(jīng)緯度及高程，然后標(biāo)注在采集終端工作底圖上，借助DOM圖勾畫等高線，勾畫村屯匯水面積圖，并將記錄數(shù)據(jù)上表。繪制單元村落高程測(cè)量點(diǎn)、匯水區(qū)域及等高線圖，見圖3。

圖3 單元村落高程測(cè)量點(diǎn)、匯水區(qū)域等高線圖

2.2 分析評(píng)價(jià)

2.2.1 村落H-F-V、P-H-R關(guān)系圖建立

當(dāng)流域(區(qū)域)包氣帶蓄水量達(dá)到飽和(即為Im)時(shí)，在不考慮雨期蒸發(fā)和滲漏的情況下，時(shí)段暴雨P(guān)所產(chǎn)生的淹沒水深H，建立P—H關(guān)系曲線。

在村落人口及房屋調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、分析基礎(chǔ)上，建立淹沒水深(H)與人口(R))、房屋(W)關(guān)系曲線，即H—R、H—W關(guān)系曲線。見圖4、圖5。

圖4 單元村落水位─人口關(guān)系線圖

圖5 單元村落水位─房屋關(guān)系線圖

2.2.2 村落H-F-V關(guān)系計(jì)算

根據(jù)地形地勢(shì)測(cè)量成果的淹沒等高線數(shù)據(jù)，計(jì)算不同高程(水位)H下籠罩面積(洪澇淹沒面積)F，計(jì)算不同高程差(水位差)H下的容積(淹沒面積下蓄水容積)V，計(jì)算不同高程差(水位差)H下的人口(淹沒面積下人口)R，填制H-F-V關(guān)系計(jì)算表。單元村落H-F-V關(guān)系計(jì)算為例，見表1。

表1 單元村落H-F-V-R關(guān)系計(jì)算表

2.3 低洼易澇村落臨界雨量(預(yù)警)推求

根據(jù)防災(zāi)對(duì)象所處地形地貌，在一個(gè)流域或區(qū)域內(nèi)，降雨量達(dá)到或超過某一量級(jí)和強(qiáng)度時(shí)，該流域或區(qū)域發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害，把這時(shí)的降雨量和降雨強(qiáng)度，稱為該流域或區(qū)域的臨界雨量。按照設(shè)計(jì)暴雨頻率分析方法，確定雨量預(yù)警指標(biāo)時(shí)段和閾值。根據(jù)防災(zāi)對(duì)象所處地形地貌、暴雨強(qiáng)度、洪水上漲速率、需要的轉(zhuǎn)移時(shí)間及其影響人口等因素，確定預(yù)警指標(biāo)1 h、2 h、3 h、6 h、12 h、24 h六個(gè)時(shí)段的設(shè)定告知預(yù)警、警戒預(yù)警兩級(jí)預(yù)警等級(jí)。

表2 評(píng)價(jià)區(qū)低洼易澇村落雨量預(yù)警指標(biāo)表

3 預(yù)警到站點(diǎn)

3.1 低洼易澇村落與預(yù)警站的選配

對(duì)低洼易澇村落的預(yù)警，是平原區(qū)內(nèi)澇災(zāi)害預(yù)警的非工程工作措施，是預(yù)警系統(tǒng)的主要工作之一。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)暴雨洪水預(yù)警，是研究的最終目的，是把控受洪澇威脅的村落安危的基石，水情山洪進(jìn)行編制洪澇災(zāi)害防御預(yù)案、實(shí)時(shí)預(yù)警、人員轉(zhuǎn)移、臨時(shí)安置等防洪措施的技術(shù)支撐。工作中應(yīng)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的雨量站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，合理規(guī)劃雨量站與村屯的配套設(shè)置，以滿足低洼易澇村落的預(yù)警要求為首要出發(fā)點(diǎn)。

3.2 預(yù)警到站點(diǎn)

用泰森多邊形法對(duì)各預(yù)警遙測(cè)站所控制村屯進(jìn)行劃分，得以確定該區(qū)域內(nèi)遙測(cè)雨量站所代表預(yù)警村屯的預(yù)警指標(biāo)。以單元內(nèi)遙測(cè)站控制的村屯數(shù)，對(duì)這些村屯的預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選，本著高可靠原則，以最低觸發(fā)預(yù)警作為單元遙測(cè)站預(yù)警指標(biāo)比較安全。假設(shè)某單元1個(gè)遙測(cè)站控制村屯1、村屯2、村屯3等三個(gè)村屯，在這些村屯的計(jì)算預(yù)警指標(biāo)中比較，村屯3的計(jì)算指標(biāo)較小，本著高可靠原則，挑選低觸發(fā)的村屯3的預(yù)警值作為這個(gè)單元的預(yù)警遙測(cè)站的指標(biāo)。見表3村屯預(yù)警指標(biāo)成果表。

表3 單元村屯預(yù)警指標(biāo)成果表

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過這次試點(diǎn)的平原區(qū)低洼易澇村屯調(diào)查評(píng)價(jià)工作，捋清了工作的思路、步驟，找出了工作的難點(diǎn)，改進(jìn)了工作大綱，對(duì)工作中的要求進(jìn)一步得到細(xì)化，制定了全省的工作實(shí)施方案。我們認(rèn)為，開展平原區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作，關(guān)鍵是外業(yè)的調(diào)查、測(cè)量要做的扎實(shí)，大量的收集當(dāng)?shù)乇┯旰樗v史低洼澇災(zāi)資料是工作開展的先提條件；同時(shí)進(jìn)行逐村的地形、地勢(shì)測(cè)量，掌握低洼易澇村屯的地理信息也不可或缺。通過實(shí)測(cè)資料，利用類似降雨—水位—水庫(kù)蓄水方法計(jì)算預(yù)警指標(biāo)，從中優(yōu)選高可靠的降雨—徑流—蓄滿—臨界(成災(zāi))指標(biāo)作為預(yù)警值。

此次預(yù)警指標(biāo)的成果，一是使用的評(píng)價(jià)方法合理；二是各指標(biāo)成果的誤差可控；三是可為當(dāng)?shù)睾闈碁?zāi)害預(yù)警、預(yù)案編制、人員轉(zhuǎn)移、臨時(shí)安置、群測(cè)群防等工作提供水情信息支撐，減少當(dāng)?shù)厣?cái)產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 建議

本次平原區(qū)洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)試點(diǎn)研究工作，是對(duì)試點(diǎn)區(qū)低洼易澇防災(zāi)對(duì)象進(jìn)行的。在推求村落預(yù)警指標(biāo)時(shí)，雖然方法合理，但本結(jié)論是利用水文降雨徑流推導(dǎo)，下墊面參數(shù)多且影響因素復(fù)雜，加之近些年極端天氣頻發(fā)，歷史數(shù)據(jù)不能全面反應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況，在實(shí)際使用指標(biāo)成果結(jié)論時(shí)，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理不斷修正預(yù)警值，定期做好后期指標(biāo)復(fù)核工作，以便更好的服務(wù)當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)工作。