安徽省金寨縣城區(qū)山洪影響調查評價與預警分析

李 慶

一、背景

（一）自然地理

金寨縣地處大別山腹地，平均海拔500m，地勢自西南向東北傾斜，境內河流屬淮河流域，有史河和西淠河兩大干流。全縣屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，季風明顯，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邊緣影響。降水量隨地形的抬高而遞增的現(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統(tǒng)計，多年平均降雨量為1431mm。

（二）水利工程概況

1.梅山水庫

位于金寨縣城南側1km 處，是一座以防洪、灌溉為主，結合發(fā)電等綜合利用的大Ⅰ型水電工程。水庫樞紐工程由水庫大壩、泄水設備、發(fā)電設備等組成。攔河壩為連拱壩，長311.5m,最大壩高88.24m。

2.紅石咀樞紐工程

淠史杭灌區(qū)史河渠首工程，距梅山水庫大壩約10km，整個樞紐工程由滾水壩、史河總干渠進水閘、南干渠進水閘組成，滾水壩壩頂高程69.20m，設計安全泄量5000m3/s。

3.梅山城區(qū)段堤防

梅山鎮(zhèn)史河老城區(qū)段現(xiàn)有堤防5.3km，其中3.6km分布于4 號橋以上。新城區(qū)江店鎮(zhèn)現(xiàn)狀防洪的主要對象是洪家河、三岔河洪水，其中洪家河下游段結合城區(qū)開發(fā)，現(xiàn)已建約1.8km 長的防洪墻，墻頂高程66.65～69.82m，其他河道兩岸基本無完整堤防，僅靠兩岸現(xiàn)有局部高地防洪，遇較大洪水就會漫溢。

4.橋梁工程

本次調查測區(qū)內共有7 座橋，從上游至下游依次編號為1～7 號橋。

二、水庫調度和下游保護對象及防洪標準

（一）水庫調度原則

梅山水庫水位在125.27m 以上,預留4.07×108m3庫容擔負淮干蓄洪任務，庫水位超過131.70m 時，除發(fā)電泄洪外，隧洞、溢洪道全開泄洪，并確保大壩安全。水庫調度按省防指批準控制運用計劃調度，當淮干正陽關水位達到26.00m 時，該庫的防洪調度由淮委下達調度指令，省防指下達調度令執(zhí)行。

（二）下游保護對象及現(xiàn)狀標準

金寨縣城的防汛任務主要是水利、水電工程本身的安全度汛和洪水危及區(qū)域的防汛搶險。

金寨縣老城區(qū)雖然上游建有梅山水庫,但城區(qū)四面環(huán)山,由于部分山地開發(fā)過度,水土流失嚴重,造成溝河堵塞、河床抬高，降低原有的排水功能，致使城市局部地區(qū)常受季節(jié)性山洪的侵擾或威脅。同時，城市現(xiàn)有防洪設施標準低、基礎差，現(xiàn)有的防洪墻高度不夠及部分地區(qū)缺乏防洪設施。城關地區(qū)防洪標準是確保防洪大堤抗御20年一遇的洪水襲擊。

（三）規(guī)劃標準

參照《防洪標準》，根據(jù)保護對象的重要程度，分別采用不同的防洪標準。金寨縣老城區(qū)為一般城鎮(zhèn)，結合現(xiàn)狀和城市發(fā)展，擬定其防洪標準為防御20年一遇洪水。

梅山水庫完成除險加固，正常蓄水位128.00m，汛限水位125.27m，防洪高水位133.00m。能使水庫達到為淮干蓄洪5×108m3后還能滿足500年一遇設計、5000年一遇校核洪水，同時按汛限水位控制時能滿足下泄河道1200m3/s 安全泄量的要求。

三、洪澇災害

金寨縣是一個自然災害頻發(fā)的地區(qū)，主要有洪澇、干旱、低溫、陰雨、冰雹、大風、泥石流、地震、雪災和蟲災等。其中以洪澇災害最為嚴重。新中國成立后區(qū)域歷史洪水災害主要有：19540711 號洪水，3日雨量175mm，指定斷面水位74.5m，入庫洪峰流量4380m3/s，田地、塘、堰壩嚴重損毀。19690715 號洪水，3日雨量為241mm，指定斷面水位72.48m，入庫洪峰流量13978m3/s，出庫洪峰流量1560m3/s，3 號橋面上水，水深達0.58m，梅山糧站、縣人民醫(yī)院住院部等地河水滿溢出河床，由于當時城鎮(zhèn)規(guī)模較小，發(fā)展落后，經(jīng)濟損失并不嚴重。19910710 號洪水，3日雨量361mm，指定斷面水位74.52m，入庫洪峰流量8500m3/s，出庫洪峰流量3010m3/s，洪水漫溢出槽，縣城大部分街道進水2m以上，最深進水達3～4m。1991年的特大暴雨洪水中，全縣受災人口50870 人，因災倒塌房屋41659 間，造成直接經(jīng)濟損失6.044 億元，其中城區(qū)80%地段被洪水淹沒，受災面積達3.2km2，受災人口2 萬人，倒塌房屋2500 間計50000m2，經(jīng)濟損失達1.1 億元，災情損失為新中國成立以來之最。20030711 號洪水，3日雨量223.5mm，指定斷面水位71.36m，入庫洪峰流量7400m3/s，出庫洪峰流量970m3/s，未造成災害損失。

四、調查布局

金寨縣城梅山老城區(qū)位于梅山水庫壩下約1km，本次調查覆蓋了中心城區(qū)全境，居民宅基高程以小型飛機航測方式獲取，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 號洪水，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。指定斷面圖見圖1。

圖1 指定斷面圖（11 號斷面）

五、影響評價分析

（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(jīng)適線分析，均值Q 為402.1m3/s，Cv為1.52，Cs=4.0。經(jīng)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）水位流量關系

梅山水庫大壩下游1560m 建有梅山水文站，測驗河段順直長度約100m，寬150m，斷面形態(tài)為單式斷面，河床系沙卵石組成，沖淤變化較小。兩岸均為漿砌石護堤，河堤（河濱路）路面高程在72.50m 左右，右岸河濱路外為山體，左岸為梅山老城區(qū)街道，因此水位在72.50m 以下基本斷面控制良好，水位在72.50m 以上時，左岸水漫護堤進入城區(qū)街道，斷面無法控制。梅山水文站基本斷面綜合水位流量關系曲線是依據(jù)1991年、2003年、2005年實測流量率定出來的。本次評價增加2016年實測資料進行重新率定，其水位流量關系見表2。

表2 梅山水庫壩下水位流量關系表

（三）設計水位

由指定斷面（斷面11）水位流量關系，推算不同頻率設計流量下的指定斷面的洪水位，指定斷面洪水設計成果見表3。

表3 指定斷面設計洪水成果表

經(jīng)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。

（四）成災水位

基于房屋基礎高程、沿河洪痕投影結果，綜合考慮典型洪水（20160709 號）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。

鑒于史河梅山水庫壩下金寨縣梅山城區(qū)段曾經(jīng)有過不同階段的防洪治理，大部分河段建設了防洪堤，非天然轉狀態(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顯示，起點距3950m 左右，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71.50m。

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 號洪水高0.78m，成災流量為1160m3/s。

（五）洪水風險

金寨縣縣城梅山老城區(qū)為一般城鎮(zhèn)，規(guī)劃其防洪標準為防御20年一遇洪水，區(qū)域河段雖經(jīng)過整治，但由于受地形限制，局部河段防洪標準不足20年一遇。經(jīng)分析，當測區(qū)河段發(fā)生15年一遇的洪水時，發(fā)生洪水災害的風險很高。

六、預警水位

根據(jù)以上分析為代表斷面（梅山水文站），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，指定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。沿河警戒水面線成果圖見圖2。

圖2 沿河警戒水面線成果圖

七、結語

金寨縣城梅山老城區(qū)防洪主要依賴于水庫的蓄洪削峰作用，依據(jù)現(xiàn)狀工程體系，防洪標準約為15年一遇，代表斷面（梅山水文站測流斷面）致災水位為71.50m，致災流量為1160m3/s；預警水位為71.00m，相應流量為980m3/s，防洪標準約為10年一遇，當區(qū)域發(fā)生15年一遇洪水時，發(fā)生災害的風險很高。

基于現(xiàn)狀的金寨縣城鎮(zhèn)的防洪能力，應盡快推進工程治理措施，補齊短板弱項，真正實現(xiàn)區(qū)域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的轉變■