河南省山丘區(qū)沿河村落防洪能力分析

陳利軍

(河南省水利勘測設計研究有限公司，河南 鄭州 450016)

0 引言

河南省地跨長江、淮河、黃河、海河四大流域，地勢西高東低，三面環(huán)山，地形條件較為復雜。河南省位于暖溫帶和北亞熱帶地區(qū)，全省屬大陸型季風氣候，同時具有由平原向丘陵山地氣候過渡的特征，年平均氣溫12℃～16℃，年平均降水量約為600～1 300 mm。特殊的地理位置和自然條件，致使河南省山丘區(qū)山洪災害頻繁，嚴重威脅人民的生命財產安全，制約了社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。為了研究河南省山丘區(qū)沿河村落山洪災害的防御能力，文章以省內79個縣(市、區(qū))的山洪災害調查評價結果為依據(jù)，對河南省山丘區(qū)9 991個沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力進行綜合評價，并結合地質地貌和地形因素進行分析，以探求全省山丘區(qū)沿河村落防洪現(xiàn)狀，不同危險區(qū)域的分布規(guī)律，為山洪災害的防治工作提供參考。

1 沿河村落防洪能力評價

1.1 資料收集途徑

河南省按照水利部和財政部的安排部署，依據(jù)《全國山洪災害防治項目實施方案(2013—2015)》有關要求，開展了全省79個縣(市、區(qū))的山洪災害調查評價工作，這些縣市主要集中豫南、豫北、豫西和豫中的山區(qū)丘陵地帶，開展的工作包括山洪災害基本情況、小流域基本特征、水文、社會經濟等情況調查，沿河村落防洪現(xiàn)狀評價，預警指標分析和危險區(qū)劃分等。該工作由多家單位共同承擔，各單位各階段的數(shù)據(jù)成果通過審核后，借助河南省山洪災害調查數(shù)據(jù)上報平臺和山洪災害調查評價審核匯集系統(tǒng)形成最終成果。文章即依據(jù)上述資料成果針對河南省山丘區(qū)沿河村落的防洪現(xiàn)狀進行深入研究分析。

1.2 防洪能力評價方法

進行沿河村落防洪能力評價時，首先根據(jù)現(xiàn)場調查的沿河村落、集鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)人口高程分布關系以及歷史洪水情況，確定沿河村落的成災水位。然后根據(jù)計算得到的水位流量關系或者曼寧公式等水力學方法，求出成災水位對應的洪峰流量。采用頻率分析法或者插值法等方法，確定該流量對應的洪水頻率，成災水位對應的洪水頻率就代表該村落的防洪能力現(xiàn)狀。根據(jù)《山洪災害分析評價技術要求》規(guī)定，根據(jù)沿河村落5年一遇、20年一遇和100年一遇3個頻率的設計洪水位，進行危險等級劃分，即小于5年一遇的為極高危險區(qū)，大于等于5年一遇而小于20年一遇為高危險區(qū)，大于等于20年一遇而小于100年一遇為危險區(qū)。根據(jù)上述劃分標準，可評判各村落的危險級別。

1.3 防洪能力評價結果

根據(jù)劃分標準對全省9 991個沿河村落按不同防洪能力進行分類統(tǒng)計，可得全省各級別危險區(qū)的沿河村落分布情況，結果如表1所示。

表1 河南省沿河村落防洪能力評價統(tǒng)計表

由表1的統(tǒng)計結果可以看出，全省山丘區(qū)沿河村落防洪能力在20年一遇以上比例為76.70%，說明山洪災害的整體防御能力較強。小于5年一遇的極高危險區(qū)村落個數(shù)為587個，占比為5.90%。雖然高危險區(qū)的村落占比較低，但其分布情況在不同縣區(qū)具有隨機性和突變性，在個別縣市極度集中，一旦發(fā)生山洪災害，勢必給人民的生命財產造成巨大損失。所以有必要對全省山丘區(qū)沿河村落防洪能力的分布規(guī)律進行深入研究，以便能夠更加精準地進行山洪災害的防治工作。

2 沿河村落防洪能力的分布規(guī)律

對于評價村落數(shù)在40個以下的縣市區(qū)，其現(xiàn)狀村落防洪能力表現(xiàn)出很大的隨機性和突變性，對研究總體分布規(guī)律的干擾很大，故此次針對評價村落總數(shù)在40個以上的縣市區(qū)進行重點分析，同時重點研究小于5年一遇的極高危險區(qū)和大于100年一遇的非危險區(qū)，力求從這兩者探求全省山丘區(qū)不同防洪能力沿河村落的分布規(guī)律并尋求影響分布規(guī)律的主要因素。

2.1 小于5年一遇沿河村落分布規(guī)律

防洪能力小于5年一遇的村落屬于極高危險區(qū)，是山洪災害防治工作的重點地區(qū)，對其分布規(guī)律的研究有重要指導意義。圖1展示了防洪能力小于5年一遇的村落分布圖。從圖中可以看出，小于5年一遇村落在全省范圍內的分布不均勻，在一些區(qū)域呈現(xiàn)出集中分布的特征，形成了三個集中分布區(qū)：①豫西集中分布區(qū)；②豫南集中分布區(qū)；③豫北集中分布區(qū)。

圖1 防洪能力小于5年一遇沿河村落分布圖

豫西集中分布區(qū)位于河南省西南山區(qū)，包括有欒川縣、盧氏縣、嵩縣和靈寶市等，這些縣市小于5年一遇評價對象的占比均在10%左右。分析認為，造成這一區(qū)域山洪災害的主導因素是較大的坡降，以欒川縣為例，欒川縣山地面積占91.40%，地勢西南高，東北低，其中坡度>25°小流域面積占比79.17%，陡峭的地形使暴雨產生的地表徑流快速順坡而下，向河谷和主河道快速匯集，易形成破壞力強的山洪洪峰。該區(qū)的地勢特性為山洪災害提供了有利的勢能環(huán)境。

豫南集中分布區(qū)主要包括潢川縣、浉河區(qū)等，如圖1所示，其中潢川縣小于5年一遇的村落評價對象的比例為33.43%，浉河區(qū)為12.57%。該地區(qū)位于豫南大別山山地丘陵區(qū)，年雨量豐沛，植被良好，坡面和河道的調蓄能力較大。與豫西集中分布區(qū)不同，該區(qū)域地面平均坡度不大，但河網密度大，降雨量大，成為該區(qū)域山洪災害的主要原因。

豫北集中分布區(qū)主要包括湯陰縣，其周邊分布有安陽縣、林州市、淇縣、輝縣市、衛(wèi)輝市等。其中湯陰縣小于5年一遇評價對象的比例為40.43%。該區(qū)域位于豫北山地區(qū)，地面高程在100～1 000 m左右，地形起伏大，坡度陡，植被差，季節(jié)性河流洪水陡漲陡落，是造成其防洪能力較差的主要原因。

2.2 大于100年一遇沿河村落分布規(guī)律

防洪能力大于100年一遇的村落分布如圖2所示。可以看出，在所調查的縣區(qū)內，防洪能力大于100年一遇的村落分布較為均勻。所有縣市中大于100年一遇的村落比例在60%以上的有宜陽縣、孟津縣、新安縣、伊川縣、偃師市、淅川縣、平橋區(qū)、衛(wèi)輝市、博愛縣、泌陽縣。從地貌特征來看，這些縣市均位于丘陵區(qū)，境內以丘陵和平原地貌為主。分析認為，地面坡度是影響山洪災害生成的一個重要因素。坡度越大，匯流時間越短，形成洪峰所需的時間也越短，引發(fā)的山洪災害破壞力也就越強。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，上述10個縣市中有8個縣市的平均坡度在15°以下，且大于25°的陡坡比例均較小。所以這些縣市整體表現(xiàn)出較高的山洪防御能力。

圖2 防洪能力大于100年一遇沿河村落分布圖

3 結語

文章對河南省山區(qū)9 991個沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力進行了綜合評價，得到了全省沿河村落防洪能力的統(tǒng)計結果，同時對不同地區(qū)防洪能力強弱的分布規(guī)律進行了研究分析，結果顯示，河南省防洪能力在20年一遇以上的村落占比76.70%，山洪災害整體防御能力較強。防洪能力小于5年一遇的極高危險區(qū)主要集中分布在豫西山區(qū)、豫南山區(qū)和豫北山區(qū)，其中以豫西山區(qū)分布面積最廣，集中程度最高。防洪能力差的原因主要為地面坡度大、河網密度大、降雨量多以及季節(jié)性河流洪水陡漲陡落。此次研究的成果能夠為河南省山洪災害的防治工作提供一定的參考依據(jù)。