安徽省金寨縣城區山洪影響調查評價與預警分析

李 慶

一、背景

（一）自然地理

金寨縣地處大別山腹地，平均海拔500m，地勢自西南向東北傾斜，境內河流屬淮河流域，有史河和西淠河兩大干流。全縣屬亞熱帶濕潤季風氣候區，季風明顯，夏雨集中。降水成因多為東南沿海暖濕氣流內侵，四川盆地低壓東移以及強臺風邊緣影響。降水量隨地形的抬高而遞增的現象較明顯，在大別山主體形成一個多雨中心，根據1951年以來的實測水文資料統計，多年平均降雨量為1431mm。

（二）水利工程概況

1.梅山水庫

位于金寨縣城南側1km 處，是一座以防洪、灌溉為主，結合發電等綜合利用的大Ⅰ型水電工程。水庫樞紐工程由水庫大壩、泄水設備、發電設備等組成。攔河壩為連拱壩，長311.5m,最大壩高88.24m。

2.紅石咀樞紐工程

淠史杭灌區史河渠首工程，距梅山水庫大壩約10km，整個樞紐工程由滾水壩、史河總干渠進水閘、南干渠進水閘組成，滾水壩壩頂高程69.20m，設計安全泄量5000m3/s。

3.梅山城區段堤防

梅山鎮史河老城區段現有堤防5.3km，其中3.6km分布于4 號橋以上。新城區江店鎮現狀防洪的主要對象是洪家河、三岔河洪水，其中洪家河下游段結合城區開發，現已建約1.8km 長的防洪墻，墻頂高程66.65～69.82m，其他河道兩岸基本無完整堤防，僅靠兩岸現有局部高地防洪，遇較大洪水就會漫溢。

4.橋梁工程

本次調查測區內共有7 座橋，從上游至下游依次編號為1～7 號橋。

二、水庫調度和下游保護對象及防洪標準

（一）水庫調度原則

梅山水庫水位在125.27m 以上,預留4.07×108m3庫容擔負淮干蓄洪任務，庫水位超過131.70m 時，除發電泄洪外，隧洞、溢洪道全開泄洪，并確保大壩安全。水庫調度按省防指批準控制運用計劃調度，當淮干正陽關水位達到26.00m 時，該庫的防洪調度由淮委下達調度指令，省防指下達調度令執行。

（二）下游保護對象及現狀標準

金寨縣城的防汛任務主要是水利、水電工程本身的安全度汛和洪水危及區域的防汛搶險。

金寨縣老城區雖然上游建有梅山水庫,但城區四面環山,由于部分山地開發過度,水土流失嚴重,造成溝河堵塞、河床抬高，降低原有的排水功能，致使城市局部地區常受季節性山洪的侵擾或威脅。同時，城市現有防洪設施標準低、基礎差，現有的防洪墻高度不夠及部分地區缺乏防洪設施。城關地區防洪標準是確保防洪大堤抗御20年一遇的洪水襲擊。

（三）規劃標準

參照《防洪標準》，根據保護對象的重要程度，分別采用不同的防洪標準。金寨縣老城區為一般城鎮，結合現狀和城市發展，擬定其防洪標準為防御20年一遇洪水。

梅山水庫完成除險加固，正常蓄水位128.00m，汛限水位125.27m，防洪高水位133.00m。能使水庫達到為淮干蓄洪5×108m3后還能滿足500年一遇設計、5000年一遇校核洪水，同時按汛限水位控制時能滿足下泄河道1200m3/s 安全泄量的要求。

三、洪澇災害

金寨縣是一個自然災害頻發的地區，主要有洪澇、干旱、低溫、陰雨、冰雹、大風、泥石流、地震、雪災和蟲災等。其中以洪澇災害最為嚴重。新中國成立后區域歷史洪水災害主要有：19540711 號洪水，3日雨量175mm，指定斷面水位74.5m，入庫洪峰流量4380m3/s，田地、塘、堰壩嚴重損毀。19690715 號洪水，3日雨量為241mm，指定斷面水位72.48m，入庫洪峰流量13978m3/s，出庫洪峰流量1560m3/s，3 號橋面上水，水深達0.58m，梅山糧站、縣人民醫院住院部等地河水滿溢出河床，由于當時城鎮規模較小，發展落后，經濟損失并不嚴重。19910710 號洪水，3日雨量361mm，指定斷面水位74.52m，入庫洪峰流量8500m3/s，出庫洪峰流量3010m3/s，洪水漫溢出槽，縣城大部分街道進水2m以上，最深進水達3～4m。1991年的特大暴雨洪水中，全縣受災人口50870 人，因災倒塌房屋41659 間，造成直接經濟損失6.044 億元，其中城區80%地段被洪水淹沒，受災面積達3.2km2，受災人口2 萬人，倒塌房屋2500 間計50000m2，經濟損失達1.1 億元，災情損失為新中國成立以來之最。20030711 號洪水，3日雨量223.5mm，指定斷面水位71.36m，入庫洪峰流量7400m3/s，出庫洪峰流量970m3/s，未造成災害損失。

四、調查布局

金寨縣城梅山老城區位于梅山水庫壩下約1km，本次調查覆蓋了中心城區全境，居民宅基高程以小型飛機航測方式獲取，后臺依據航拍成果提取每一個建筑物的房屋基礎高程，同時對企、事業單位，學校、醫院等名錄進行實地校驗。洪水調查重點是20160709 號洪水，采集洪痕17 處，并對水面線的高程進行了實地測量。測量河道橫斷面48 處，縱斷面156 處。實測11 號斷面與梅山水文站測流斷面基本一致，取11 號斷面作為指定斷面。指定斷面圖見圖1。

圖1 指定斷面圖（11 號斷面）

五、影響評價分析

（一）設計流量

根據梅山水文站歷年實測洪峰流量資料，采用P-Ⅲ頻率曲線，經適線分析，均值Q 為402.1m3/s，Cv為1.52，Cs=4.0。經計算得出5年、10年、20年、50年、100年一遇洪峰流量分別為540m3/s、1014m3/s、1576m3/s、2403m3/s、3072m3/s。梅山水文站不同頻率的設計洪峰流量成果見表1。

表1 梅山水庫不同頻率的設計洪峰流量成果表

（二）水位流量關系

梅山水庫大壩下游1560m 建有梅山水文站，測驗河段順直長度約100m，寬150m，斷面形態為單式斷面，河床系沙卵石組成，沖淤變化較小。兩岸均為漿砌石護堤，河堤（河濱路）路面高程在72.50m 左右，右岸河濱路外為山體，左岸為梅山老城區街道，因此水位在72.50m 以下基本斷面控制良好，水位在72.50m 以上時，左岸水漫護堤進入城區街道，斷面無法控制。梅山水文站基本斷面綜合水位流量關系曲線是依據1991年、2003年、2005年實測流量率定出來的。本次評價增加2016年實測資料進行重新率定，其水位流量關系見表2。

表2 梅山水庫壩下水位流量關系表

（三）設計水位

由指定斷面（斷面11）水位流量關系，推算不同頻率設計流量下的指定斷面的洪水位，指定斷面洪水設計成果見表3。

表3 指定斷面設計洪水成果表

經計算，指定斷面100年一遇設計水位為75.51m，50年一遇設計水位為74.46m，20年一遇設計水位為72.76m，10年一遇設計水位為71.11m，5年一遇設計水位為69.66m。

（四）成災水位

基于房屋基礎高程、沿河洪痕投影結果，綜合考慮典型洪水（20160709 號）水面線、河道縱斷面、沿河堰壩因素，依照短板效應原則確定成災水面線，并以水文站位代表斷面確定成災水位。沿河無擋水構筑時，成災水面線可以直接依據房屋基礎高程與洪痕雙投影后，依據最先淹沒的點確定成災水位，由指定代表斷面上成災水面線的值作為成災水位。

鑒于史河梅山水庫壩下金寨縣梅山城區段曾經有過不同階段的防洪治理，大部分河段建設了防洪堤，非天然轉狀態下確定成災水位需要據實研判，由多要素綜合投影成果圖顯示，起點距3950m 左右，左側堤頂高程相對高程最低，此位置堤頂高程70.62m 作為致災水位，換算到指定斷面致災水位為71.50m。

綜合考慮以上因素，以梅山水文站為代表斷面，成災水位為71.5m，比20160709 號洪水高0.78m，成災流量為1160m3/s。

（五）洪水風險

金寨縣縣城梅山老城區為一般城鎮，規劃其防洪標準為防御20年一遇洪水，區域河段雖經過整治，但由于受地形限制，局部河段防洪標準不足20年一遇。經分析，當測區河段發生15年一遇的洪水時，發生洪水災害的風險很高。

六、預警水位

根據以上分析為代表斷面（梅山水文站），成災水位為71.5m，成災流量為1160m3/s。結合河段的洪水特性和堤防的現狀，指定斷面處警戒水位取成災水位以下0.50m 較為合適，即代表斷面預警水位為71.00m，相應流量為980m3/s，約為10年一遇。沿河警戒水面線成果圖見圖2。

圖2 沿河警戒水面線成果圖

七、結語

金寨縣城梅山老城區防洪主要依賴于水庫的蓄洪削峰作用，依據現狀工程體系，防洪標準約為15年一遇，代表斷面（梅山水文站測流斷面）致災水位為71.50m，致災流量為1160m3/s；預警水位為71.00m，相應流量為980m3/s，防洪標準約為10年一遇，當區域發生15年一遇洪水時，發生災害的風險很高。

基于現狀的金寨縣城鎮的防洪能力，應盡快推進工程治理措施，補齊短板弱項，真正實現區域河段的防洪標準達到20年一遇，實現由降低災害損失向降低災害風險的轉變■