水文技術(shù)在山洪災(zāi)害中的應(yīng)用分析

【摘要】我國某些地區(qū)山洪災(zāi)害不斷爆發(fā)，在一定程度上督促了水文技術(shù)的進步和發(fā)展，本文針對水文技術(shù)在山洪災(zāi)害中的應(yīng)用分析，介紹了災(zāi)區(qū)的自然狀況和水文預(yù)報中各種信息的具體采集和處理方法。

【關(guān)鍵詞】山洪災(zāi)害；水文技術(shù)；泥石流；爆發(fā)災(zāi)害

引言

近年來，山洪災(zāi)害的爆發(fā)頻率不斷提高，這與當?shù)氐耐恋乩谩夂驐l件等因素密不可分。氣候類型中降雨多的地帶或土地利用不合理的區(qū)域都是山洪災(zāi)害的頻發(fā)地，給人們的生命財產(chǎn)帶來了極大損失。因此，加強水文監(jiān)測，提高水文技術(shù)在山洪災(zāi)害中的應(yīng)用變得尤為重要。通過收集和處理相關(guān)的地形、氣象及水文預(yù)報信息，盡量防止山洪災(zāi)害的爆發(fā)。

1、自然狀況

經(jīng)多方面考慮，選取比較經(jīng)典的川西高原岷江河谷的牛圈溝作為研究區(qū)域來分析水文技術(shù)。

1.1 地形地貌概況。一般山洪災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)的地勢會呈高低不平趨勢，如某些山區(qū)地勢東南低，西北高，平原、高山、丘陵鑲嵌分布，其中低山丘陵分布在東部，高山屹立在西北部，中部地區(qū)則為平原地貌。四川盆地和龍門山系的中間地帶即為地震噴發(fā)點。流域面積達10.09km2，有高山、河谷、中山等多種地形地貌，總體地勢呈東北低西南高。該流域有多條支溝，包括清水溝、百溝、牛勁行和蓮花芯溝等，其中蓮花芯溝長3.77km，主溝達5.8km。高中山地貌為主體地貌，最低峰860m，最高峰2693m，海拔相差較大。由于該區(qū)域山高谷深，巖石破碎等不利地勢的影響，導致了次生災(zāi)害時有發(fā)生。

1.2 氣候類型。震區(qū)氣候類型不一致，有濕潤季風氣候，亞熱帶季風濕潤氣候和干旱河谷氣候三種。該地區(qū)的溫差懸殊，茂縣氣溫最低為11度，漢源最高至17.6度。其次，光照和降雨量的分布也有懸殊，夏季濕潤，降雨量大，多暴雨，冬季則低溫且干燥，因此夏季成為山洪泥石流頻發(fā)季。

1.3 次生災(zāi)害狀況。牛圈溝山洪泥石流發(fā)生的主要原因有強降雨、地質(zhì)因素和汶川地震的影響。震后四年，山區(qū)降雨量大，泥石流災(zāi)害多有發(fā)生。2010年，受強降雨量的影響牛圈溝發(fā)生了大規(guī)模山洪泥石流災(zāi)害，地震遺址、橋梁和道路均被沖毀，次生山地災(zāi)害崩滑滑坡由此誘發(fā)，河床形態(tài)和溝道也發(fā)生了改變。次生地質(zhì)災(zāi)害泥石流嚴重影響了居民的出行，也造成了生命財產(chǎn)的損失。

1.4 社會經(jīng)濟。四川省汶川縣是少數(shù)民族的聚居地，包含了藏、回、羌等多個少數(shù)民族，北部主要為羌族居民，南部以漢族居民為主。牛圈溝的經(jīng)濟發(fā)展存在滯后問題，該區(qū)域主要發(fā)展農(nóng)業(yè)，但是農(nóng)用工具落后，種植面積不斷減少，造成經(jīng)濟發(fā)展困難。因此在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)上，要鼓勵其發(fā)展林業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等多種行業(yè)；其次做好綠化工作，保護生態(tài)平衡，適當發(fā)展旅游業(yè)。促進經(jīng)濟全面發(fā)展，提高居民生活水平。

2、水文預(yù)報數(shù)據(jù)的采集與處理

2.1 地形數(shù)據(jù)采集與處理。建模數(shù)據(jù)中最基礎(chǔ)的模型即為DEM數(shù)據(jù)水文模型，利用DEM的相關(guān)計算分析，能夠觀察到地形的獨特特征，此外存儲形式為柵格式，研究細致到每個柵格單元，其產(chǎn)匯流均可由計算得出，所以DEM在水文模型中極其常見尤其運用于分布式水文模型。

2.2 氣象數(shù)據(jù)的采集與處理

2.2.1 氣溫數(shù)據(jù)的處理。作為重要的氣象因子，氣溫影響著降水，土壤和徑流等，成為水文預(yù)報的必要數(shù)據(jù)。根據(jù)我國幾百個氣象站提供的月平均最低、月平均最高及月平均氣溫，再考慮到氣象站的海拔高度和經(jīng)緯度來進行月平均最低溫度參數(shù)的提取，以此可得出月平均最低溫度的計算模型，月平均最高和月平均氣溫均由此類推。

2.2.2 降雨數(shù)據(jù)的處理。降雨不僅可以導致山洪災(zāi)害的發(fā)生，從某種意義上也會影響山洪產(chǎn)流量的多少。根據(jù)牛圈溝流域中自動氣象站點提供的數(shù)據(jù)，分析雨量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)降雨量分布不均衡，西部的降雨量普遍高于東部，最高可達600mm，東北部降雨量相對較少，全年中5-10月份降雨頻繁。

2.3 土地利用數(shù)據(jù)的采集與處理。土地利用變化不僅對水質(zhì)水量與天然水的循環(huán)產(chǎn)生了不可忽略的影響，同時也影響著水文水資源的變化情況，成為預(yù)報山洪災(zāi)害中不可缺少的必要數(shù)據(jù)。對于土地利用數(shù)據(jù)的采集和處理，經(jīng)常涉及到3S技術(shù)。利用航空遙感影像獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，對其進行必要的校正，然后做好連接剪裁工作，以此獲取研究區(qū)域確切的影像數(shù)據(jù)。其次研究區(qū)域的具體土地利用信息，要通過遙感解譯進行初步獲取。最后，現(xiàn)場資料也是不可或缺的。借助現(xiàn)場拍照和調(diào)查所獲取的資料并適當糾正，再次利用遙感影像處理數(shù)據(jù)，得到全面土地利用的相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.4 水文數(shù)據(jù)的采集與處理

2.4.1 水位監(jiān)測。水位和流量不可分開而談，其關(guān)系也密不可分，代表了水位和斷面流量的相互對應(yīng)。一般情況下，經(jīng)常借助水尺觀測水位，然后將水位信息記錄標記在斷面位置，此外要注意對水位的觀測不可間斷，需要逐日記錄，防止山洪災(zāi)害爆發(fā)時無法進行觀測。對于流量的測量也離不開逐日記錄的水位信息，因為河流流量的監(jiān)測技術(shù)不夠成熟，相對復雜，在消耗大量人力物力和時間的同時，也提高了成本，相比之下，連續(xù)記錄水位會更加簡捷便利。

2.4.2 流速測量。流速的測量工作相對困難，需要借助相關(guān)儀器，常見的流速測量儀器有，掃描式雷達測速系統(tǒng)、電磁流速儀、電波流速儀、ADCP等等。但是某些常規(guī)的流速測量儀在山洪災(zāi)害爆發(fā)地段并不適用。如ADCP的使用離不開動力且需要載體，山洪災(zāi)害爆發(fā)時無法滿足這一特點。除此之外，還有許多常規(guī)儀器因費時費力，測量結(jié)果不精確，對外部環(huán)境的特殊要求等原因，在山洪災(zāi)害時不可使用。

電波流速儀可以排除水質(zhì)和雜物的干擾，而且不需要近距離的測量流速，適合山洪災(zāi)害爆發(fā)河段處上層水流量的測量。因此，相比之下，電波流速儀在山洪災(zāi)害爆發(fā)時是比較適用的。

3、結(jié)語

經(jīng)過上文的闡述，總結(jié)出提高水文技術(shù)在山洪災(zāi)害中的應(yīng)用是今后工作的重點。通過構(gòu)建水文模型，做好水文預(yù)報的相關(guān)工作，精確測量各種數(shù)據(jù)是治理山洪災(zāi)害的有效方法。同時，要詳盡了解治理區(qū)域的自然狀況和經(jīng)濟狀況，并結(jié)合區(qū)域自身特點制定合適的防治方案。

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