洞庭湖平原區洪澇災害分析評價方法研究
——以君山區為例

譚 軍，趙偉明，魏永強

（湖南省水利水電科學研究院，湖南 長沙 410007）

1 項目背景

洪澇災害作為自然災害之一，其突發性強，破壞力大，預報預警難，在局部地區引發的災害經常是毀滅性的，防御相當困難。

根據水利部、國家發展改革委、財政部印發的《加快災后水利薄弱環節建設實施方案》（水規計【2017】182號），農村基層防汛預報預警體系建設力爭到“十三五”末基本完成建設任務，切實提升基層防汛抗洪和防災減災能力。根據湖南省基層防汛工作調研，發現洞庭湖區大部分市、縣未進行系統的洪澇災害調查評價工作，不能全面、準確地掌握洪澇災害防治區分布范圍、人口分布、水文氣象、地形地貌、社會經濟、歷史洪澇災害等基礎數據，缺少洪澇災害威脅區域的詳細基礎資料，未進行危險區劃分，危險區內居民情況有待進一步查清，缺少針對洪澇災害的定量預警指標。為貫徹落實黨中央、國務院關于防災減災救災工作安排部署，適應經濟社會發展要求，湖南省2018—2020 年實施農村基層防汛預報預警體系建設，各平原市、縣開展農村基層防汛預報預警體系建設項目洪澇災害調查評價工作。努力提高農村基層防汛預報預警能力，不斷提升洪澇災害綜合防御水平，最大限度減少人員傷亡和財產損失，滿足經濟社會發展要求。

君山區地處岳陽市西郊，北倚長江，南瀕洞庭湖，華容河、華洪運河越境而過，三面環水。特殊的平原地形，豐沛而集中的降雨，造成君山區受災害威脅嚴重，對區內人民生命財產安全和社會經濟可持續發展造成山洪威脅，人與環境的矛盾異常突出。

君山區洪澇災害調查評價工作以全區為實施單元，全面調查了洪澇災害分布范圍、社會經濟、水文、歷史洪澇災害、洪澇災害威脅房屋、中小河流現狀防洪能力、防洪工程設計防洪標準、涉水工程現狀、災害防治現狀等信息。最終確定低洼易澇村落25 個，其中一般村落23個，重點村落2 個；外洪威脅村落25 個，均為一般村落。

對君山區外業調查的25 個低洼易澇和25 個外洪威脅村落進行洪澇災害分析評價，通過暴雨、洪澇特征分析，確定低洼易澇和外洪威脅村落等防災對象的現狀防洪能力，劃定危險區，確定雨量預警指標和水位（流量）預警指標，建立了平原區洪澇災害調查評價成果數據庫，并與全國洪澇災害調查評價成果數據庫共享、共用。

2 低洼易澇村落分析評價

2.1 分析評價方法

低洼地區指近似封閉的比周圍地面低洼的地形，低洼村落因排水不良，中心部分常年積水，造成低洼易澇村落洪澇災害嚴重。《農村基層防汛預報預警體系建設技術要求（試行）》將低洼易澇村落定義為受暴雨和內澇致災并影響居民生命安全，最大淹沒水深達0.5 m 以上，或歷史上曾經發生過人員傷亡的村落。

依據《農村基層防汛預報預警體系建設技術要求（試行）》和《湖南省平原區除澇體系建設規劃報告》，結合君山區現場調查情況，低洼易澇村落分析評價方法如下：

1）基礎資料收集

排澇計算基礎資料主要指3 日設計暴雨及其點面系數和徑流系數。對1986 年“長流規”采用成果進行復核，驗證原成果的代表性，確定湖南省平原區3 日設計暴雨成果、3 日暴雨點面系數、丘陵區3 日暴雨徑流系數、濱湖區3 日暴雨徑流系數、湖南省平原區1 日設計暴雨成果、湖南省平原區排水面積構成。上述成果用于預警指標計算和成果合理性驗證。

2）產水量計算

采用徑流系數法，徑流深等于臨界面雨量乘徑流系數。徑流系數參考3 日暴雨徑流系數表取值，點面系數參考3 日暴雨點面系數表取值。徑流深結合各排區的電排面積可計算出各排區的產水量。電排面積由集水面積扣除撇洪面積、水庫攔蓄面積和自排面積。

3）排澇計算

排澇計算以水系相對獨立的治澇片為計算單元，其目的在于確定堤排流量和臨界雨量。根據湖南省各排區的實際情況，按照以下標準進行計算：按電排面積用平均排除法進行排澇計算，按3 日臨界暴雨產水量，扣除湖泊、河網調蓄量，5 天排完的排澇標準計算；按電排面積用平均排除法進行排澇計算，按1 日臨界暴雨產水量，扣除湖泊、河網調蓄量，3 天排完的排澇標準計算。

2.2 分析評價過程

根據《湖南省治澇規劃》報告，結合君山區低洼易澇災害調查情況，可將君山區排澇區劃分為君山垸、建設垸、錢糧湖垸。

分片對君山區低洼易澇村落預警指標進行計算，過程如下：

1）水量均衡計算

君山垸位于君山區東南部，東南臨東洞庭湖，北依長江，西與建新監獄接壤，是一個三面環水形似盆狀的濱湖堤垸。其地理位置處于東徑112°56′～113°3′和北緯29°23′～29°30′之間。垸內總面積91.428 km2，蓄洪面積91.428 km2。該垸總人口76 374 人，耕地面積9.014 6 萬畝。主要內湖濠河最低高程為19 m，面積5 307 畝。

建設垸位于君山西北部，東臨長江，與湖北省監利縣隔江相望，南與建新農場唇齒相依，與君山垸、錢糧湖垸緊緊相連，西北部是丘陵地帶，天井山脈橫跨于縣界處與華容縣相壤，素有華容、君山、建新、錢糧湖的北大門之稱。地形為西北高、東南低，華洪運河貫穿其中。

建設垸垸內總面積167.54 km2，蓄洪面積104.6 km2。該垸總人口69 440 人，其中廣興洲鎮38 180 人，許市鎮31 260 人。該垸耕地面積6.738 2 萬畝，主要內湖團湖面積2 400 畝。

錢糧湖垸位于君山區西部，東南臨東洞庭湖，北與華容縣接壤。其地理位置處于東徑112°37′～112°49′和北緯29°19′～29°32′之間，總面積為228 km2。華容河自調弦起經華容縣蜿蜒橫貫該垸，將該垸分為3 個萬畝以上的堤垸，即南垸、北垸和小團洲垸。錢糧湖垸垸內總集雨面積228 km2，蓄洪面積228 km2。該垸總人口95 871 人，其中錢糧湖鎮65 665 人，良心堡鎮30 206 人。該垸耕地面積18.076 7 萬畝，片內主要湖泊為采桑湖、東北湖、七星湖、悅來河等大小湖泊組成的湖泊群。

收集分片排澇區排澇相關參數，進行水量均衡計算，結果如表1。

表1 君山區分片排澇區排澇參數表

2）臨界雨量計算

根據確定的君山區分片排澇區排澇參數，可以分別對3 日排澇對應的1 日臨界雨量和5 日排水對應的3日臨界雨量進行計算。計算過程和成果如表2 所示。

表2 君山區分片臨界雨量計算結果表

2.3 分析評價成果

根據君山區分片排澇區計算成果，結合全省治澇區工程規劃示意圖，可得到君山區低洼易澇村落預警雨量（表3）。

表3 君山區低洼易澇村落預警指標計算成果表

3 外洪威脅村落分析評價

3.1 分析評價方法

《農村基層防汛預報預警體系建設技術要求（試行）》定義外洪威脅村落是指受中小河流、湖泊等堤防漫溢或倒灌等洪水威脅并影響居民生命安全的沿河村落。通過分析中小河流防洪規劃和防洪工程設計資料，根據設計洪水標準和歷史洪澇災害情況，可以推算外洪威脅村落河道控制斷面防洪標準，劃分外洪威脅村落的危險等級，確定水位（流量）預警指標。南方地區還應考慮河網（湖網）地區受洪水漫溢或倒灌威脅的村落，其成災洪水由控制斷面水位控制，可由工程設計標準確定控制斷面成災水位。

外洪威脅村落預警水位（流量）按照如下方法確定：

1）在水文站附近設有控制斷面的

收集水文站實測水位和流量資料，確定水位-流量關系曲線。在有堤防的村落根據堤防高程、河道的告警和汛限水位確定預警水位；在無堤防的村落根據房屋最低高程確定預警水位。

2）控制斷面附近無水文站的僅設置水位預警指標。

3.2 分析評價示例

1）確定控制斷面位置

錢糧湖鎮牛奶湖村處于華容河流域，控制斷面處于華容河南支中下游，斷面位置見圖1。

圖1 錢糧湖鎮牛奶湖村控制斷面位置

2）確定控制斷面預警指標

根據調查，君山區錢糧湖鎮牛奶湖村防護堤防高程為36.5 m，華容河警戒水位33.5 m，保證水位35.00 m，歷史最高水位為36.21 m。依此設定錢糧湖鎮牛奶湖村預警水位為34.6 m。

3.3 分析評價結果

根據君山區洪澇災害調查成果，結合君山區高程信息和防汛調度圖，外洪威脅村落計算預警指標見表4。

表4 君山區外洪威脅村落預警指標計算成果表

君山區的外洪威脅村落主要集中在華容河、藕池河、華洪運河等流域的錢糧湖鎮、良心堡鎮、廣興洲鎮、柳林洲街道等鄉鎮；低洼易澇村落主要分布在柳林洲街道、廣興洲鎮、錢糧湖鎮、良心堡鎮等鄉鎮。外洪威脅和低洼易澇防治情況如圖2、圖3。

圖2 君山區低洼易澇風險圖

圖3 君山區外洪威脅風險圖

4 結 語

通過君山區洪澇災害調查評價，全區共有低洼易澇村落25 個，其中一般村落23 個，重點村落2 個，并確定低洼易澇村落24 h 和72 h 雨量預警指標；外洪威脅村落25 個，均為一般村落。并確定外洪威脅村落水位預警指標。

農村基層洪澇災害具有水流擴散慢、波及范圍廣、行洪速度緩慢、淹沒時間長的特點，同時，平原地區的洪澇災害往往相互交織，外洪頂托和澇水難排加重了內澇災害。因此，在區域洪澇災害防治過程中，應該徹底清除阻水工程，充分發揮現有工程的作用。

防汛除澇工作中，工防是基礎，人防是關鍵。降雨是自然現象，通過工程措施可以消減洪峰，但遇到超標準洪水時，光靠現有的工程措施很難達到預想效果，只有充分掌握洪水發生發展情況，準確及時預測預報，做出合理調度，才能使損失降低到最低限度。