金寨縣梅山鎮(zhèn)山洪影響調查分析

丁 然 孫方坤

一、背景

安徽省金寨縣處于大別山區(qū)腹地，平均海拔500m，地勢自西南向東北傾斜，境內河流屬淮河流域，有史河、西淠河兩大干流，全縣2km 以上的河流共119 條，總長度為2670km。

全縣屬亞熱帶濕潤性季風氣候區(qū)，季風明顯、四季分明、氣候溫和、雨量充沛，春溫多變、梅雨顯著、夏雨集中。降水成因多為東南沿海暖濕氣流內侵，四川盆地低壓東移以及強臺風的邊緣影響。降水量隨地形的抬升而遞增的現(xiàn)象較明顯，在大別山主體形成一個多雨中心，根據(jù)1951年以來的實測水文資料的統(tǒng)計，多年平均降雨量為1431mm。

二、調查布局、影響評價

本次調查居民宅基高程以小型飛機航測方式獲取，覆蓋了中心城區(qū)全境，后臺依據(jù)航拍成果提取每一個建筑物的房屋基礎高程，同時對企、事業(yè)單位，學校、醫(yī)院等名錄進行實地校驗。洪水調查重點是“20160709”洪水，采集洪痕17 處，并對水面線的高程進行了實地測量。測量河道橫斷面48 處，縱斷面156 處。

實測11 號斷面與梅山水文站測流斷面基本一致，取11 號斷面作為指定斷面。

（一）設計流量

根據(jù)梅山水文站歷年實測洪峰流量資料，采用P-Ⅲ頻率曲線，經適線分析，均值Q 為402.1m3/s，Cv為1.52，Cs為4.0。經計算得出5年、10年、20年、50年、100年一遇洪峰流量分別為540m3/s、1014m3/s、1576m3/s、2403m3/s、3072m3/s。

梅山水文站不同頻率的設計洪峰流量成果見表1。

表1 梅山水庫不同頻率的設計洪峰流量成果表

（二）河道糙率選定

指定斷面位于梅山水庫大壩下游1560m，測驗河段順直長度約100m，寬150m，斷面形態(tài)為單式斷面，河床系砂卵石組成，斷面較規(guī)整，水流較通暢，參照水利水電出版社《水力學》河槽的糙率n 值表，初選河道糙率。

歷史洪水采用2016年洪水，指定斷面年實測最大流量912m3/s，對應水位70.81m。該斷面附近河段比降為0.27‰，糙率為初選值，利用曼寧公式，推算測流斷面的過水流量，將推算出的流量與實測流量894m3/s 進行比較。反復選定河道糙率試算，使推算出的流量與設計流量大體吻合，這時選定的糙率值即是指定斷面處的推算糙率。

計算公式為：

式中：Q—斷面流量（m3/s）；

ω—斷面面積（m2）；

C—謝才系數(shù)；

R—水力半徑；

i—河道坡率；

n—河槽糙率。

經反復試算，河道糙率n=0.030 時，推算出的流量與實測流量相吻合。因此，指定斷面附近河段河道糙率n=0.030 較為合理。

（三）設計水位

假定測區(qū)河段兩岸堤防足夠高，由河段比降、河道糙率、不同的重現(xiàn)期的設計流量，利用明渠均勻流計算公式，推算不同頻率設計流量下的指定斷面的設計水位，經計算，指定斷面100年一遇設計水位為75.51m，50年一遇設計水位為74.46m，20年一遇設計水位為72.76m，10年一遇設計水位為71.11m，5年一遇設計水位為69.66m。指定斷面設計洪水成果見表2。

表2 指定斷面設計洪水成果表

（四）測區(qū)調查洪痕問題點分析

本次調查“20160709”洪水場次歷史洪痕17 處，綜合洪水比降0.273‰。

根據(jù)調查結果，10#和14#洪痕點為突出點據(jù)，分析原因如下：

（1）10#洪痕高程70.028m，上游9#洪痕高程69.938m，下游11#洪痕高程69.817m，10#洪痕高程分別比上下游9#、11#洪痕高程高0.09m、0.21m，該洪痕點高程不合理。

造成10#洪痕高程不合理的原因除調查測量帶來的誤差外，分析存在如下原因：10#洪痕下游180m 同側岸邊有一支流匯入，經DEM 地理信息系統(tǒng)分析軟件分析計算，該支流區(qū)間流域面積為4.3km2，河道長4.5km，河道坡降44‰。經分析“20160709”洪水場次洪峰流量約為40m3/s（重現(xiàn)期10年一遇），支流匯入造成10#洪痕處水位偏高。

（2）14#洪痕高程69.639m，上游13#洪痕高程69.47m，下游15#洪痕高程69.44m，14#洪痕高程分別比上下游13#、15#洪痕高程高0.17m、0.20m。該洪痕點高程不合理。分析此原因：①測量誤差；②14#洪痕下游200m 處為一座橋梁，該橋橋墩阻水較為嚴重，壅水導致14#洪痕高程偏高。

（五）成災水位

基于房屋基礎高程、沿河洪痕投影結果，綜合考量典型洪水（“20160709”）水面線、河道縱斷面、沿河堰壩因素，依照短板效應原則確定成災水面線，并以水文站位代表斷面確定成災水位。

沿河無擋水構筑時，成災水面線可以直接依據(jù)房屋基礎高程與洪痕雙投影后，依據(jù)最先淹沒的點確定成災水位，由指定代表斷面上成災水面線的值作為成災水位。

鑒于梅山鎮(zhèn)曾經有過不同階段的防洪治理，大部分河段建設了防洪堤，非天然狀態(tài)下確定成災水位需要據(jù)實研判，由多要素綜合投影成果圖所示，有幾個局部集群位于“20160709”洪水水面線以下，需對逐個特征點詳細考證。

起點距3800m、5900m 附近，部分房屋基礎高程位居水面線以下，平面布局顯示，建筑物地處左岸，雖然地處低洼，但處于左提防洪保護范圍，實質未受影響。

起點距3950m 附近，左側堤頂高程相對高程最低，此位置堤頂高程70.62m 作為致災水位，換算到指定斷面致災水位為71.5m。

綜合考慮以上因素，以梅山水文站為代表斷面，成災水位為71.5m，比“20160709”洪水高0.69m，成災流量為1160m3/s，重現(xiàn)期約15年一遇。

（六）洪水風險

金寨縣老城區(qū)為一般城鎮(zhèn)，規(guī)劃其防洪標準為防御20年一遇洪水，測區(qū)段河段雖經過整治，但局部河段防洪標準不足20年一遇。經分析，當測區(qū)河段發(fā)生超15年一遇的洪水時，發(fā)生洪水災害的風險很高。

三、結論與建議

根據(jù)以上分析，代表斷面（梅山水文站測流斷面）處成災水位為71.5m，成災流量為1160m3/s。結合河段的洪水特性和堤防的現(xiàn)狀，代表斷面處警戒水位取成災水位以下0.50m 較為合適，即代表斷面預警水位為71.00m，相應流量為980m3/s，約為10年一遇。

金寨縣梅山鎮(zhèn)防洪主要依賴于水庫的削峰作用，依據(jù)現(xiàn)狀工程體系，防洪標準約為15年一遇。代表斷面（梅山水文站）致災水位為71.50m，致災流量為1160m3/s；警戒水位取為71.00m，相應流量為980m3/s，約為10年一遇。預警流量為980m3/s，約為10年一遇。當測區(qū)河段發(fā)生超15年一遇的洪水時，發(fā)生洪水災害的風險很高。

建議基于現(xiàn)狀的能力，推進工程治理措施，補齊短板，真正實現(xiàn)測區(qū)河段的防洪標準達到20年一遇，實現(xiàn)由降低災害損失向降低災害風險轉變■