梅州市小流域暴雨洪水分析

李桂欽

【摘要】梅州市多丘陵和山地，地處亞熱帶季風氣候區，夏季易暴雨洪水頻發。本文以樟田河小流域歷史洪水為例，進行相關洪水計算，應用洪水計算對洪水成因進行科學分析。本文旨在總結梅州市暴雨洪水預測經驗，以提高類似小流域防洪防災能力。

【關鍵詞】暴雨洪水分析計算；山洪災害；防洪防災

引言

由于我國的河流支流較多，根據各個地區的不同，洪澇災害的發生因素也各不相同。通常情況下引起洪澇災害的因素有：第一、瞬間雨量的增加或者是累計雨量增加，超過河道的排放能力。第二、可用的滯洪容積減小。第三、河道淤泥增多，河道深度變淺。第四、大面積的融雪流入河道等。對于梅州市的小流域來說，導致本地區洪澇災害發生的主要原因是瞬時間雨量的增加引起的。

對于洪水流量的監測和預算有多種方法，對于洪水災害的發生可以通過洪水頻率計算來確定洪水未來的變化情況，其中幾種常見的處理辦法有：（1）不考慮洪水成因，只是選取每年河流中流量最大時進行統計研究，從而推求設計洪水。（2）考慮洪水成因，通過洪水的統計數據，取出對工程不利者為設計依據。（3）根據洪水的成因進行洪水計算，并找出其中引起洪水災害的主要因素。本文通過對相關事例及洪水計算進行研究。

1、流域概況

樟田河流位于平遠縣的北部，河流發源于福建省尋鄔縣，其中河流的流域面積、河長、河道比降分別為：49Km2、10.2Km、3.17‰。此處屬于中亞熱帶氣候，一年之中最高的溫度為39℃，最低溫度為-4.2℃，平均溫度為20.7℃。由于當地氣候的特點一年之中平均的降雨量為1400mm。

流域內主要以山丘、河流、盆地為主，相對高差為1030-270米。其中不同坡度所占的比例面積也各不相同：第一、0-10度的坡度面積占據總面積的20.4%。第二、10-25度的坡度面積占總面積的62.8%。第三、25-35度的坡度面積占總面積的11.2%。第四、坡度大于35度的河流段的土壤主要以花崗巖和砂頁巖風化土層為主，其中地表上的植物覆蓋面積可以達到78%。

地圖信息（如下圖）

2、平遠縣樟田河流域洪水調查分析

2.1 暴雨案例

案例一：1990年8月2日，由于受到9號臺風的影響，從1日20時到2日6時的降雨量增加到177.4mm。樟田的河流在暴雨期間24小時之內降雨量增加到了247mm，也就是說平均一小時的暴雨量可以達到68.2mm。其中暴雨量較為嚴重的地區是仁居，在短短的24小時之內暴雨量就達到了298.4mm，洪水量的瞬間增加很容易引發山洪爆發、山體滑坡等災害。在這場洪水災害中對14700居民造成了影響，其中死亡人數為10人，造成的經濟損失約為810萬元。

案例二：2003年5月17日由于受到低壓槽天氣的影響，平遠縣在10小時之內暴雨降水量就達到了108mm。其中較為嚴重的地方是樟田河流，此處的暴雨量降水量在24小時就達到了203mm，平均一小時的降水量為76mm。同比1990年的暴雨降雨量更為嚴重，這次的洪澇災害共計對8000人造成了影響，其中受災的耕地達到了1800畝，直接造成1600萬元的經濟損失，同時也引發了嚴重的山體滑坡災害。

2.2 洪水調查

在2004年8月18日到25日期間，廣東省水文局梅州水文分局對樟田河段和八尺河段進行了相應的調查，其中發現1990年8月2日樟田河段洪痕數量為2個，2003年5月17日洪痕的數量為4個。

（1）1990年8月2日洪水

經過相關調查發現1990年8月2日的洪痕數量為2個，其中兩個洪痕的特征為：第一、1號洪痕的位置在樟田村的加工廠后墻上，當時的洪水已經浸沒了路面，且洪痕距離地面的高度為0.2米。第二、2號洪痕的位置在樟田村的松坪里科華屋大門內側墻上，且當時的洪痕距離地面的高度為0.2米。

（2）2003年5月17日洪水

2003年的這場洪水災害通過很多的村民屋頂就可以明確證實，其中根據具有代表性的地方作為主要研究對性。以下是不同位置洪痕的情況：第一、1號位置在樟田電站大門左側墻上，此處的洪痕距離地面的高度為0.45米。第二、2號洪痕位置在園墩橋東側小商店背面墻壁上，此處的洪痕距離地面的高度為0.9米。第三、3號洪痕的位置在松坪里科華屋大門內側墻上，此處的洪痕距離地面的高度為0.7米。在2003年的這場洪水中，由于在短時間內暴雨量的迅猛增加造成90%以上的房屋受損以及全部的橋梁沖垮。

2.3 水準點

由于樟田村本身沒有水準點，所以應當根據實際的需求進行水準點位置的確定。在樟田村園墩橋頭靠下游橋欄位置設置了水準基點TBM，其中設置的水準基點的假定高度為20米。同時在樟田的水電站的橋面上在設置一個水準基點TBM2，這兩個水基準點之間存在一定的關聯，通過相應的高程連測計算出TBM2的高程為21.737米。此處的洪水水位測量及大斷面測量都是通過假定基面高程為參考依據進行測量計算。

3、樟田河流粗率選用及相關洪峰流量推算

3.1 樟田村河段河床的特征為：對于整體河段來說基本屬于垂直，河床坡降為4‰，其中河床表面主要以沙質土表面摻雜一定的鵝卵石，同時河床兩側也有植被分布。當洪水發生時，水深可以達到0.8-1.0米，對應采取的河床糙率為：左右灘0.06-0.1，主槽0.045。

對于樟田河床的下游來說，河床的主要特征為：河流段基本順直，兩側種植著香蕉、竹子等。2003年5月17日的這場洪水已造成漫灘情況，其中左灘水深0.20米，右灘水深1.35米。對于此種情況采取的河床糙率為：右灘0.06，主槽0.045，左灘0.10。

3.2 洪峰流量推算

由于此處的河床截面積從上游到下游不斷增加，所以針對這一情況應該采取對應的洪峰流量計算方法：

上式中：Q表示：洪峰流量（米3/秒）；n表示河床糙率； F表示：過水斷面面積（米2 ）；R表示：水力半徑（米）；Ie表示能坡比降；K表示輸水率；h表示兩斷面水面落差（米）；V上V下表示上下斷面的平均流速（米/秒）；L表示兩斷面間距離（米）；g表示重力加速度為9.81（米/秒2）；a表示水流擴散系數，采用0.5。

以下是樟田村分別在1990年和2003年的河段洪峰流量計算表，如下圖1所示：

通過以上的洪峰流量統計表格以及相關計算公式可以計算出：2003年5月17日的洪峰流量為：上游河流的洪峰流量為261立方米/秒，下游河段的洪峰流量為308立方米/秒。根據此處的上下游河段特性可以得知，上游集水面積為29平方公里，下游集水面積為32平方公里。在此基礎上我們知道上游河段的流量為261立方米/秒，根據兩者之間的關系計算出下游河段流量是288立方米/秒。通過這兩種計算方法，計算出的數值只差20立方米/秒，所以說用這種推算的方法較為合理。

根據以上的計算方法可以進一步算出1990年8月2日的下游河段洪峰流量數值為229立方米/秒。

4、總結

由于我國的河流較多，尤其是在我國南方地區降雨量普遍較多，很容易引發洪澇災害。所以本文通過以樟田村洪澇災害進行研究說明，在分析洪澇災害發生的主要因素同時，根據相關計算預測洪水災害的未來流量變化。這樣可以讓相關部門提前做好預防措施，盡量避免災害的發生。此外，也希望通過本文的相關論述來提高水利行業的快速發展。

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