平原區洪澇災害分析評價與預警研究

孫文偉

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

平原區洪澇災害調查評價工作，是配合國家的“基層防汛預報預警體系”平臺建設，按照新時期防災減災救災工作“兩個堅持，三個轉變”的新理念、新要求，針對防洪排澇工作中暴露出的瓶頸短板和薄弱環節，對低洼易澇居住村屯進行調查、分析、評價，按“統籌規劃、突出重點、因地制宜、合理配置、科學治理”的原則，力求摸清基層防洪排澇的現狀，提出各評價單元的預警指標。

按照《遼寧省基層防汛預報預警體系建設實施方案》的要求，這次平原區洪澇災害調查評價工作任務主要是：外業實地調查、測量、調查易低洼易澇威脅的村落(自然村、組或社區，以下統稱村落)分布及歷史洪澇災害調查；內業進行資料收集、整理、統計、計算、分析、評價，最終形成“平原區洪澇災害分析評價技術報告”。

1 洪澇災害調查

1.1 調查工作技術路線

洪澇災害調查工作主要為相關單位規范指標調查和現場調查，工作路線如圖1。

圖1 平原區調查工作路線圖

1.2 調查資料收集

資料的收集，主要分為以下內容：

(1)縣、鄉鎮、街道辦事處、行政村、居民委員會、自然村的行政區劃資料和人口、居民戶數等。

(2)縣、區的社會經濟基本情況。

(3)縣區發生洪澇災害的歷史資料。發生洪澇災害的時間及地點、過程降雨量、最大淹沒水深、最大流量、災害損失、洪澇情況等。

(4)收集水文、氣象部門的自動雨量、水位、流量等監測站點基本情況。

(5)收集水利設計成果資料。有關河道、排灌閘站、堤防等水利工程的設計、規劃指標等信息。

(6)收集塘壩、水庫、橋梁、路涵等威脅影響居民區安全的涉水工程信息。

2 分析評價

對評價的平原區首先應分析低洼易澇村落的暴雨洪水特征及歷史淹沒情況，劃分低洼易澇村落的危險等級(重點和一般兩級)，按照設計暴雨頻率分析方法，確定雨量預警指標時段和閾值。低洼易澇村落分析評價的技術路線，詳見圖2。

圖2 低洼易澇村落分析評價技術路線圖

2.1 前期工作

首先進行評價單元村落地形測量，提取評價村屯地形數據。方法是根據村落地形地貌情況，將村落周圍區域按照地形地貌、公路、鐵路、渠道、堤壩等擋水建筑物為分水線，在內部布設一定寬度的網格，分別測量網格焦點處的經緯度及高程，然后標注在采集終端工作底圖上，借助DOM圖勾畫等高線，勾畫村屯匯水面積圖，并將記錄數據上表。繪制單元村落高程測量點、匯水區域及等高線圖，見圖3。

圖3 單元村落高程測量點、匯水區域等高線圖

2.2 分析評價

2.2.1 村落H-F-V、P-H-R關系圖建立

當流域(區域)包氣帶蓄水量達到飽和(即為Im)時，在不考慮雨期蒸發和滲漏的情況下，時段暴雨P所產生的淹沒水深H，建立P—H關系曲線。

在村落人口及房屋調查、統計、分析基礎上，建立淹沒水深(H)與人口(R))、房屋(W)關系曲線，即H—R、H—W關系曲線。見圖4、圖5。

圖4 單元村落水位─人口關系線圖

圖5 單元村落水位─房屋關系線圖

2.2.2 村落H-F-V關系計算

根據地形地勢測量成果的淹沒等高線數據，計算不同高程(水位)H下籠罩面積(洪澇淹沒面積)F，計算不同高程差(水位差)H下的容積(淹沒面積下蓄水容積)V，計算不同高程差(水位差)H下的人口(淹沒面積下人口)R，填制H-F-V關系計算表。單元村落H-F-V關系計算為例，見表1。

表1 單元村落H-F-V-R關系計算表

2.3 低洼易澇村落臨界雨量(預警)推求

根據防災對象所處地形地貌，在一個流域或區域內，降雨量達到或超過某一量級和強度時，該流域或區域發生內澇災害，把這時的降雨量和降雨強度，稱為該流域或區域的臨界雨量。按照設計暴雨頻率分析方法，確定雨量預警指標時段和閾值。根據防災對象所處地形地貌、暴雨強度、洪水上漲速率、需要的轉移時間及其影響人口等因素，確定預警指標1 h、2 h、3 h、6 h、12 h、24 h六個時段的設定告知預警、警戒預警兩級預警等級。

表2 評價區低洼易澇村落雨量預警指標表

3 預警到站點

3.1 低洼易澇村落與預警站的選配

對低洼易澇村落的預警，是平原區內澇災害預警的非工程工作措施，是預警系統的主要工作之一。實現實時暴雨洪水預警，是研究的最終目的，是把控受洪澇威脅的村落安危的基石，水情山洪進行編制洪澇災害防御預案、實時預警、人員轉移、臨時安置等防洪措施的技術支撐。工作中應對評價區內的實時監測的雨量站進行統計，合理規劃雨量站與村屯的配套設置，以滿足低洼易澇村落的預警要求為首要出發點。

3.2 預警到站點

用泰森多邊形法對各預警遙測站所控制村屯進行劃分，得以確定該區域內遙測雨量站所代表預警村屯的預警指標。以單元內遙測站控制的村屯數，對這些村屯的預警指標進行優選，本著高可靠原則，以最低觸發預警作為單元遙測站預警指標比較安全。假設某單元1個遙測站控制村屯1、村屯2、村屯3等三個村屯，在這些村屯的計算預警指標中比較，村屯3的計算指標較小，本著高可靠原則，挑選低觸發的村屯3的預警值作為這個單元的預警遙測站的指標。見表3村屯預警指標成果表。

表3 單元村屯預警指標成果表

4 結論與建議

4.1 結論

通過這次試點的平原區低洼易澇村屯調查評價工作，捋清了工作的思路、步驟，找出了工作的難點，改進了工作大綱，對工作中的要求進一步得到細化，制定了全省的工作實施方案。我們認為，開展平原區洪澇災害調查評價工作，關鍵是外業的調查、測量要做的扎實，大量的收集當地暴雨洪水、歷史低洼澇災資料是工作開展的先提條件；同時進行逐村的地形、地勢測量，掌握低洼易澇村屯的地理信息也不可或缺。通過實測資料，利用類似降雨—水位—水庫蓄水方法計算預警指標，從中優選高可靠的降雨—徑流—蓄滿—臨界(成災)指標作為預警值。

此次預警指標的成果，一是使用的評價方法合理；二是各指標成果的誤差可控；三是可為當地洪澇災害預警、預案編制、人員轉移、臨時安置、群測群防等工作提供水情信息支撐，減少當地生命財產等經濟損失。

4.2 建議

本次平原區洪澇災害調查評價試點研究工作，是對試點區低洼易澇防災對象進行的。在推求村落預警指標時，雖然方法合理，但本結論是利用水文降雨徑流推導，下墊面參數多且影響因素復雜，加之近些年極端天氣頻發，歷史數據不能全面反應現實情況，在實際使用指標成果結論時，應進行動態管理不斷修正預警值，定期做好后期指標復核工作，以便更好的服務當地防災減災工作。