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下花園區(qū)山洪災(zāi)害歷史洪水調(diào)查結(jié)果分析(水利)
滕麗娟
(河北省張家口水文水資源勘測(cè)局,河北張家口 075000)
【摘要】 山洪災(zāi)害暴雨洪水調(diào)查是山洪災(zāi)害防治的基礎(chǔ),為山洪災(zāi)害系統(tǒng)防治工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。本文根據(jù)2015年河北省張家口山洪災(zāi)害調(diào)查工作要求,收集下花園區(qū)暴雨洪水資料,調(diào)查定方水、戴家營(yíng)、響水鋪3個(gè)典型小流域歷史洪水及災(zāi)害情況,推求不同頻率設(shè)計(jì)暴雨洪水,確定其歷史洪水重現(xiàn)期分別為50年、10年、20年。
【關(guān)鍵詞】 山洪災(zāi)害;歷史洪水;洪峰流量;重現(xiàn)期
中圖分類(lèi)號(hào):TV122 文章編號(hào):1005-4774( 2016) 05-0057-04
下花園區(qū)地處冀西北山區(qū),位于張家口市東南部,西有老龍背,東有雞鳴山,北有玉帶山,形成鼎立之勢(shì),四周為丘陵山地,東北部為深山區(qū)。下花園區(qū)屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候,冬季寒冷干燥,夏季干旱少雨。下花園區(qū)多年平均降水量為390mm,年際分配不均,最多年份1973年降水563. 2mm,最少年份1984年降水190mm,年相對(duì)變化率18%。降水年內(nèi)分配也很不均勻,多集中在7月、8月、9月,汛期平均降雨量305. 2mm,占全年降雨量的79. 5%。境內(nèi)土壤主要有褐土、栗鈣土兩大類(lèi),分布在深山、低山、丘陵地區(qū),境內(nèi)巖石裸露,植被差,降雨后出現(xiàn)濺蝕、面蝕、溝蝕等水土流失現(xiàn)象。下花園區(qū)地形復(fù)雜,植被覆蓋率低,海拔高差較大,強(qiáng)降雨后地表徑流匯集迅速,易形成山洪災(zāi)害。此外,受土地資源制約,人類(lèi)活動(dòng)破壞了生態(tài)植被和天然河道原有形態(tài),使生態(tài)植被涵養(yǎng)水源的能力大大降低,河道行洪能力變差,進(jìn)一步加劇了山洪災(zāi)害的形成。
1 洪水調(diào)查的目的和方法
河北省山丘區(qū)汛期受暴雨影響,經(jīng)常形成山洪災(zāi)害,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因局部強(qiáng)降雨引發(fā)的山洪災(zāi)害每年在不同范圍、不同程度均有發(fā)生,對(duì)河北省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和社會(huì)安全穩(wěn)定構(gòu)成巨大威脅,山洪災(zāi)害防治工作迫在眉睫。歷史洪水調(diào)查是山洪災(zāi)害調(diào)查工作的重要組成部分,全面掌握防治區(qū)發(fā)生的歷史洪水概況、洪水量級(jí)及洪災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn),為劃分山洪災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)全面提高山洪災(zāi)害防御能力和洪水管理能力,保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。
此次洪水調(diào)查主要以《水文調(diào)查規(guī)范》( SL 196-1997)和《水文普通測(cè)量規(guī)范》(SL 58-93)有關(guān)規(guī)定為技術(shù)依據(jù),完成下花園區(qū)定方水、戴家營(yíng)、響水鋪的歷史洪水調(diào)查。在調(diào)查過(guò)程中,嚴(yán)格按照歷史洪水調(diào)查相關(guān)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,考證洪水痕跡,對(duì)洪水痕跡所在河道斷面和河道地形進(jìn)行測(cè)量,并根據(jù)張家口市防辦和氣象局提供的相關(guān)資料來(lái)估算洪峰流量和洪水重現(xiàn)期。
2 暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)
下花園區(qū)所屬流域范圍內(nèi)有3個(gè)雨量站,分別是響水鋪、壩口、定方水,此次調(diào)查收集3個(gè)雨量站建站以來(lái)最大10min、30min、1h、3h、6h、24h年最大點(diǎn)雨量,計(jì)算對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù),成果如表1所列。
3 歷史洪水調(diào)查
3.1 調(diào)查河段的選定
本文小流域劃定以全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)劃定的集水面積為準(zhǔn),最終確定定方水、戴家營(yíng)和響水鋪為調(diào)查斷面。按照《暴雨洪水調(diào)查規(guī)范》要求,選定的調(diào)查河段順直,洪水痕跡較為明顯,斷面規(guī)整,河床穩(wěn)定,控制條件較好,無(wú)壅水、回水、分溝串流、較大支流匯入現(xiàn)象。調(diào)查河段所處地理位置如右圖所示。
3.2 洪水發(fā)生年份及洪水調(diào)查訪問(wèn)
經(jīng)對(duì)區(qū)域內(nèi)多名群眾進(jìn)行調(diào)查,結(jié)合下花園區(qū)縣志,最后確定定方水?dāng)嗝婧痛骷覡I(yíng)斷面歷史最大洪水發(fā)生在1987年7月20日,響水鋪流域歷史最大洪水發(fā)生在1983年7月1日。歷史洪水調(diào)查情況如表2所列。
3.3 調(diào)查斷面歷史洪水推求
3.3.1 歷史洪水推求方法
該次調(diào)查所選河段均為順直河段,僅因斷面沿程收縮或擴(kuò)散引起恒定非均勻流,故采用比降-面積法恒定非均勻流流量計(jì)算公式推求洪峰流量。
3.3.2 定方水?dāng)嗝鏆v史洪水推求
調(diào)查區(qū)域地處山區(qū),河流為永定河水系洋河一級(jí)支流戴家營(yíng)。斷面以上流域?yàn)闁|西向長(zhǎng)、南北向短的長(zhǎng)條形,河流走向由東北向西南,控制面積94. 2km2,主河道長(zhǎng)19km。調(diào)查河段寬約45m,地理位置為北緯,東經(jīng)
。河道順直,較開(kāi)闊,兩側(cè)為1m高堤壩,河底較平,河床為砂卵石組成。定方水?dāng)嗝婧樗魄髤?shù)及推求結(jié)果如表3所列。
3.3.3 戴家營(yíng)斷面歷史洪水推求
調(diào)查區(qū)域地處深山區(qū),河流為戴家營(yíng)河的支流。斷面以上流域?yàn)槟媳毕蜷L(zhǎng)、東西向短的樹(shù)葉形,河流走向由北向南,控制面積22. 4km2,主河道長(zhǎng)10. 6km。調(diào)查斷面地理位置為北緯,東經(jīng)
,河段寬約30m,走向由北向南,河段基本順直。河底為沙礫或卵石,有雜草,底坡較均勻,床面基本平整。戴家營(yíng)斷面洪水推求參數(shù)及推求結(jié)果如表4所列。
3.3.4 響水鋪斷面歷史洪水推求
調(diào)查區(qū)域地處山區(qū),河流為永定河水系洋河的支流。流域上部和中部較寬,為由西北向東南走向的長(zhǎng)方形,流域下部較窄,瓶口狀。該河發(fā)源于趙家莊村,控制流域總面積11 km2,主河道長(zhǎng)8km。調(diào)查斷面地理位置為北緯,東經(jīng)
,河段寬約21m,為規(guī)則的梯形斷面。河床為砂質(zhì)河床,床面較平整,河段順直,斷面較規(guī)整,兩側(cè)岸壁為黃土,被雜草覆蓋。因原河道多年未曾過(guò)水,被束窄為原來(lái)的一半,河道左半部墊土抬高,形成現(xiàn)在的道路。本文根據(jù)調(diào)查情況對(duì)調(diào)查河道斷面進(jìn)行修正復(fù)原。響水鋪斷面洪水推求參數(shù)及推求結(jié)果如表5所列。
3.4歷史洪水調(diào)查流量成果分析與洪水重現(xiàn)期確定
根據(jù)該次調(diào)查取得的24h暴雨資料,分析確定定方水、戴家營(yíng)、響水鋪三處典型代表區(qū)域不同頻率的設(shè)計(jì)暴雨,采用《河北省張家口市水文水資源手冊(cè)》的推理公式法和經(jīng)驗(yàn)公式,推求典型流域50年、10年、20年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量,結(jié)果如表6所列。
《河北省張家口市水文水資源手冊(cè)》經(jīng)驗(yàn)公式法適用于集水面積100~ 1000km2的洪峰流量推求,最小不能小于20 km2。定方水、戴家營(yíng)、響水鋪三個(gè)調(diào)查斷面所在流域面積均不足100k m2,故經(jīng)驗(yàn)公式推求的洪峰流量?jī)H作參考,本文實(shí)際暴雨洪峰流量為水科院推理公式所推求的洪峰流量。通過(guò)比較歷史調(diào)查洪水洪峰流量和設(shè)計(jì)暴雨洪峰流量,確定定方水、戴家營(yíng)、響水鋪洪水流量的重現(xiàn)期分別為50年、10年、20年。調(diào)查洪水重現(xiàn)期確定如表7所列。
4結(jié)論
洪水調(diào)查是收集水文資料的重要方法之一,可以彌補(bǔ)區(qū)域面上水文資料不足,是其他水文手段不可替代的。本文根據(jù)2015年河北省張家口山洪災(zāi)害調(diào)查項(xiàng)目工作要求,收集了下花園區(qū)暴雨洪水資料,實(shí)際調(diào)查了定方水、戴家營(yíng)、響水鋪3個(gè)典型小流域歷史洪水及災(zāi)害情況,使用比降一面積法推求了三個(gè)斷面歷史洪水洪峰流量,并進(jìn)一步推求典型流域不同頻率設(shè)計(jì)暴雨洪水,確定定方水、戴家營(yíng)、響水鋪洪水流量重現(xiàn)期分別為50年、10年、20年。
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