基于Arcgis的永濟市山洪災害分析評價研究

劉澤云

摘 要 本文在永濟市前期山洪災害調查的基礎上，基于Arcgis軟件，深入分析了永濟市山洪災害防治區暴雨洪水特性，選用合適的設計暴雨洪水計算方法和分析評價方法，綜合分析防治區沿河村落的防洪現狀，劃分山洪災害危險區，分析確定預警指標。

關鍵詞 山洪災害 危險區 預警指標

中圖分類號：P931 文獻標識碼：A

0引言

我國山洪災害頻發，其歷時短、漲幅大，洪峰高、水量集中、成災迅速、破壞力大等特點，對人民生命財產造成嚴重危害。近年來，國內外對山洪災害有許多研究成果，康愛卿對于山西省的山洪災害調查評價工作進行了分析與技術探討，提出了相應的對策建議。本文基于Arcgis軟件對永濟市山洪災害進行了分析評價。

1材料和方法

1.1研究區概況

永濟市位于山西省西南部，運城盆地西南角。西臨黃河，南依中條山與芮城接壤，東鄰運城市，北接臨猗縣。東西長49km，南北寬43.5km，總面積1221.06km2。

永濟市屬溫帶大陸性氣候，全市年平均氣溫13.5℃，年平均降水量在500～550mm之間，年平均日照2272.5小時，無霜期216天，春、夏、秋、冬四季分明，光、熱、水源充足，極利于小麥、棉花等多種植物生長。

永濟市地處山、塬、河的交匯處。山與河之間為長條平川，黃河川道區有階地、灘地和水面，東北側為河水沖積平面，地形較為復雜。全市現有的1座小Ⅱ型水庫及13座小塘壩，30條溝道，大多位于中條山的前沿，易受到山洪災害的威脅的有18條溝道下游的村莊。

1.2 研究方法

1.2.1基礎資料準備

（1）流域特征值

結合沿河村落分布情況和分析評價需要，選用測繪院提供的2.5m精度的永濟市遙感影像圖，分析沿河村落的洪水組成，對小流域進行劃分。永濟市各重點防治區橫縱斷面數據、沿河村落居民點高程采用測繪院提供數據，用于計算水位人口關系曲線。

（2）其他資料

收集了永濟市境內的蒸發資料，以及《山西省水文手冊》中有關永濟市設計暴雨和設計洪水的相關資料。通過實地查勘永濟市的植被和土壤的空間分布情況，在《水文手冊》水文下墊面產流地類圖和匯流地類圖上進行修正，用于核算小流域產、匯流地類面積。

1.2.2計算方法

設計暴雨和設計洪水均采用《水文手冊》中的方法，其中設計洪水采用流域模型法計算。根據《水文手冊》成果，這些方法對山洪過程的降雨、產流和匯流等環節的模擬比較穩定，并且參數的選取經過了大量實測資料的驗證，因此直接采用《水文手冊》中的方法和提供的參數進行設計暴雨和設計洪水的分析計算。暴雨歷時確定為10min、60min、6h、24h和3d 5種。暴雨頻率為100年一遇、50年一遇、20年一遇、10年一遇、5年一遇5種。永濟市位于山西省水文分區的中區與東區，設計雨型直接采用《水文手冊》中區與東區主雨日24h雨型模板。

水位流量關系采用曼寧公式和水面線兩種方法進行分析，主要采用水面線法。

預警指標的計算，雨量預警指標從危險區成災水位對應流量的洪水推算而得。水位預警指標是下游危險區成災水位對應流量在水位站推算出的水位值，水位站的水位流量關系采用比降面積法進行計算。

1.2.3危險區范圍確定

對危險沿河村落，推求100年、50年、20年、10年和5年一遇設計洪水水面線。根據一維水力學模型計算得到的河道橫斷面左右岸淹沒位置，利用gis工具生成39個沿河村落100年，50年、20年，10年和5年一遇設計洪水的淹沒范圍。5年、10年、20年、50年和100年的洪水淹沒線繪制到GIS圖中。危險區范圍為最高歷史洪水位和100年一遇設計洪水位中的較高水位淹沒范圍。

1.2.4預警指標確定

根據河水漫灘的水位，結合實測河流斷面資料計算出相應的流量，即為危險流量。由于徑流是由降雨產生的，從達到危險流量的時間開始往前推，在一定時間之內的累計降雨量即為臨界雨量。山洪的大小除了與降雨總量、降雨強度有關外，還和流域土壤飽和程度或前期影響雨量密切相關。

2結論

2.1防洪能力現狀分析成果

根據永濟市所確定的防災對象的根據防災對象防洪現狀評價成果繪制防災對象現狀防洪能力分布圖中可以看出： 65個沿河村落中，防洪能力小于5年一遇的有12個，5-20年一遇的有1個，20-50年一遇的有16個，50-100年一遇的有36個。

2.2危險區劃分成果

永濟市65個沿河村落中，極高危險區的村莊有12個，高危險區的村莊有8個，危險區的村莊有45個。經統計，處于各級危險區內的共有593戶2352人，其中位于極高危險區居民有38戶181人，高危險區居民有151戶604人，危險區居民有404戶1567人。另外，其中有9個沿河村落存在山洪災害特殊工況。

2.3預警指標分析成果

預警時段與流域的匯流時間有關，本文基本預警時段定為0.5h、1h、2h、3h、6h。經計算，永濟市65個沿河村落中較干情況下0.5小時臨界雨量介于20-50mm的有28個，介于50-70mm之間的有31個，介于70-100mm的有6個；一般情況下0.5小時臨界雨量介于20-50mm的有53個，介于50-70mm之間的有9個，介于70-100mm的有3個；較濕情況下0.5小時臨界雨量介于20-50mm的有56個，介于50-70mm之間的有9個。

參考文獻

[1] 全國山洪災害防治規劃領導小組辦公室.全國山洪災害防治規劃編制技術大綱[S]. 2003.

[2] 康愛卿.山西省山洪災害調查評價工作分析[J].中國防汛抗旱，2014，24（04）：54-56.endprint