防汛特征水位分析技術探究

陳秀艷

（安徽河湖水務科技有限公司，安徽 合肥 230000）

防汛特征水位是洪水預警、反映河湖防汛形勢的重要指標，也是防汛組織指揮、抗洪搶險及防洪決策的重要依據。因此，為合理確定防汛特征水位，本文以旌德縣中心城區為例，探究防汛特征水位的確定方法。

旌德縣地處皖南山區，涉及旌德主城區的河流主要有徽水及其支流白沙河，加之地處皖南山區暴雨中心地帶，歷來洪澇災害頻繁，其中心城區無保證水位，影響防洪預警的有效性、針對性，故開展防洪影響評價，確定中心城區保證水位十分必要[1-7]。

1 調查評價范圍

為了準確、有效地反映水文要素與城市防洪能力的關聯，按照安徽省《山洪災害調查與評價技術規程》[8]，同時考慮不同河流水面比降的差異性、不同河流兩岸堤防標準及兩岸居住地房屋基礎高程布局的差異性，調查范圍覆蓋所有影響河流。

本次調查基于“1991·7·2”特大暴雨洪水，勘測沿河兩岸居民房屋高程、企事業單位等，共調查受災外洪洪痕26 處，沿岸測定94 處大斷面及13 km 長的縱斷面，調查范圍內人口達13 萬，調查結果可為不同等級洪水水面比降變化規律分析奠定基礎，支撐防汛特征水位的評價確定。旌德中心城區山洪影響調查測區分布如圖1 所示。

2 水位流量關系

旌德水文站以上流域洪水主要由暴雨形成，暴雨多發生在每年的4—8 月，主要為梅雨鋒型和臺風雨型，其中又以6—7 月出現面積廣、強度大的暴雨機會最多。

測站控制良好，汛期河床沖淤變化較小，河床較穩定，歷年水位流量關系呈單一線，水位流量關系如圖2 所示。

圖2 旌德站水位流量關系圖

3 保證水位與雨量預警指標

保證水位確定，實質是評價預警對象的防洪能力，核心思想是以典型年洪水在各個河流上的調查洪痕，經過向河流軸線投影后，形成典型洪水水面線，并假定不同量級洪水水面比降不變，將水面線上下平移，對照河流軌跡線方向沿程房屋基礎高程、堤頂高程判斷淹沒條件，當無堤防擋水時以房屋基礎高程為成災水面線的下邊界約束，當有堤防時以堤防高程為約束，最終以外包線作為成災水面線，取成災水面線在水文站點（預警源）的水位為成災水位[9-15]，即保證水位。

由調查情況可知，旌德縣城區主受徽水（旌德站）、白沙河及匯合后徽水的影響。故將旌德城區的計算劃分為3 部分，即徽水（旌德站以上）流域、白沙河流域及匯合中心城區以上流域。

3.1 白沙河流域

此次白沙河流域洪水分析計算是基于“1991·7·2”特大暴雨洪水。依投影原理，將實測洪痕要素、兩岸堤防要素、居民房屋基礎高程投影于實測縱斷面上，投影結果如圖3 所示。通過洪水淹沒影響分析，確定成災斷面是15 號，對應成災水位為184 m，對應成災流量為370 m3/s，接近10 年一遇。成災水面線以下房屋在堤防保護區內，水位高于兩岸房屋基礎高程但未致災。

圖3 旌德城區白沙河水位、房屋基礎高程投影綜合對照圖

3.2 徽水（旌德站以上）流域

依投影原理，將“1991·7·2”特大暴雨洪水實測洪痕要素、兩岸堤防要素、居民房屋礎高程投影于楊之水實測縱斷面上，投影結果如圖4 所示。

圖4 旌德徽水河（旌德站）水位、房屋基礎高程投影綜合對照圖

通過淹沒影響分析，確定旌德水文站為控制斷面（5 號斷面），成災水位為196 m，對應成災流量為348 m3/s，成災流量10 年一遇。成災水面線以下房屋在堤防保護區內，水位高于兩岸房屋基礎高程但未致災。

3.3 匯合中心城區以上流域

根據以上分析，大水時期，中心城區流量包含白沙河來水和徽水河來水。

根據“1991·7·2”特大暴雨洪水，以48 號斷面為控制斷面，確定成災水位為179.5 m，對應成災流量為1 280 m3/s，超20 年一遇。根據“1991·7·2”特大暴雨洪水場次的洪水洪痕、堤防、地基高程投影，確定成災水面線，如圖5 所示。

圖5 旌德城區徽水河水位、房屋基礎高程投影綜合對照圖

綜上所述，徽水旌德站以上和白沙河成災流量均接近10 年一遇、匯合后的徽水成災流量超20 年一遇。根據短板效應，以旌德站為控制斷面，確定旌德中心城區的成災水位、成災流量分別為196 m，350 m3/s，如表1 所示。

表1 中心城區致災水位、致災流量分析成果表

4 結束語

本文以旌德縣中心城區為例，探究特征水位分析的技術方法。從預警有效性、針對性出發，側重水文要素成果與預警對象的“關聯對接”，基于典型洪水淹沒影響調查成果，按照水面與居住地高程及堤防高程對比邏輯，按照分河流評價考證，以集總短板確定的思路，以旌德水文站為預警源，確定該縣中心城區防汛特征水位為196 m。

該技術方法也為防汛特征水位分析提供了思路和方向。但需要注意的是，特征水位確定的重要依據是典型年洪水水面線，鑒于不同洪水暴雨中心不同，各條河流上比降與典型年存在差異，本文的成果有待后續洪水檢驗。