丁 然 孫方坤

一、背景

安徽省金寨縣處于大別山區(qū)腹地，平均海拔500m，地勢自西南向東北傾斜，境內(nèi)河流屬淮河流域，有史河、西淠河兩大干流，全縣2km 以上的河流共119 條，總長度為2670km。

全縣屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，季風(fēng)明顯、四季分明、氣候溫和、雨量充沛，春溫多變、梅雨顯著、夏雨集中。降水成因多為東南沿海暖濕氣流內(nèi)侵，四川盆地低壓東移以及強(qiáng)臺風(fēng)的邊緣影響。降水量隨地形的抬升而遞增的現(xiàn)象較明顯，在大別山主體形成一個多雨中心，根據(jù)1951年以來的實(shí)測水文資料的統(tǒng)計(jì)，多年平均降雨量為1431mm。

二、調(diào)查布局、影響評價

本次調(diào)查居民宅基高程以小型飛機(jī)航測方式獲取，覆蓋了中心城區(qū)全境，后臺依據(jù)航拍成果提取每一個建筑物的房屋基礎(chǔ)高程，同時對企、事業(yè)單位，學(xué)校、醫(yī)院等名錄進(jìn)行實(shí)地校驗(yàn)。洪水調(diào)查重點(diǎn)是“20160709”洪水，采集洪痕17 處，并對水面線的高程進(jìn)行了實(shí)地測量。測量河道橫斷面48 處，縱斷面156 處。

實(shí)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。

（一）設(shè)計(jì)流量

根據(jù)梅山水文站歷年實(shí)測洪峰流量資料，采用P-Ⅲ頻率曲線，經(jīng)適線分析，均值Q 為402.1m3/s，Cv為1.52，Cs為4.0。經(jīng)計(jì)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(shè)計(jì)洪峰流量成果見表1。

表1 梅山水庫不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

（二）河道糙率選定

指定斷面位于梅山水庫大壩下游1560m，測驗(yàn)河段順直長度約100m，寬150m，斷面形態(tài)為單式斷面，河床系砂卵石組成，斷面較規(guī)整，水流較通暢，參照水利水電出版社《水力學(xué)》河槽的糙率n 值表，初選河道糙率。

歷史洪水采用2016年洪水，指定斷面年實(shí)測最大流量912m3/s，對應(yīng)水位70.81m。該斷面附近河段比降為0.27‰，糙率為初選值，利用曼寧公式，推算測流斷面的過水流量，將推算出的流量與實(shí)測流量894m3/s 進(jìn)行比較。反復(fù)選定河道糙率試算，使推算出的流量與設(shè)計(jì)流量大體吻合，這時選定的糙率值即是指定斷面處的推算糙率。

計(jì)算公式為：

式中：Q—斷面流量（m3/s）；

ω—斷面面積（m2）；

C—謝才系數(shù)；

R—水力半徑；

i—河道坡率；

n—河槽糙率。

經(jīng)反復(fù)試算，河道糙率n=0.030 時，推算出的流量與實(shí)測流量相吻合。因此，指定斷面附近河段河道糙率n=0.030 較為合理。

（三）設(shè)計(jì)水位

假定測區(qū)河段兩岸堤防足夠高，由河段比降、河道糙率、不同的重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)流量，利用明渠均勻流計(jì)算公式，推算不同頻率設(shè)計(jì)流量下的指定斷面的設(shè)計(jì)水位，經(jīng)計(jì)算，指定斷面100年一遇設(shè)計(jì)水位為75.51m，50年一遇設(shè)計(jì)水位為74.46m，20年一遇設(shè)計(jì)水位為72.76m，10年一遇設(shè)計(jì)水位為71.11m，5年一遇設(shè)計(jì)水位為69.66m。指定斷面設(shè)計(jì)洪水成果見表2。

表2 指定斷面設(shè)計(jì)洪水成果表

（四）測區(qū)調(diào)查洪痕問題點(diǎn)分析

本次調(diào)查“20160709”洪水場次歷史洪痕17 處，綜合洪水比降0.273‰。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，10#和14#洪痕點(diǎn)為突出點(diǎn)據(jù)，分析原因如下：

（1）10#洪痕高程70.028m，上游9#洪痕高程69.938m，下游11#洪痕高程69.817m，10#洪痕高程分別比上下游9#、11#洪痕高程高0.09m、0.21m，該洪痕點(diǎn)高程不合理。

造成10#洪痕高程不合理的原因除調(diào)查測量帶來的誤差外，分析存在如下原因：10#洪痕下游180m 同側(cè)岸邊有一支流匯入，經(jīng)DEM 地理信息系統(tǒng)分析軟件分析計(jì)算，該支流區(qū)間流域面積為4.3km2，河道長4.5km，河道坡降44‰。經(jīng)分析“20160709”洪水場次洪峰流量約為40m3/s（重現(xiàn)期10年一遇），支流匯入造成10#洪痕處水位偏高。

（2）14#洪痕高程69.639m，上游13#洪痕高程69.47m，下游15#洪痕高程69.44m，14#洪痕高程分別比上下游13#、15#洪痕高程高0.17m、0.20m。該洪痕點(diǎn)高程不合理。分析此原因：①測量誤差；②14#洪痕下游200m 處為一座橋梁，該橋橋墩阻水較為嚴(yán)重，壅水導(dǎo)致14#洪痕高程偏高。

（五）成災(zāi)水位

基于房屋基礎(chǔ)高程、沿河洪痕投影結(jié)果，綜合考量典型洪水（“20160709”）水面線、河道縱斷面、沿河堰壩因素，依照短板效應(yīng)原則確定成災(zāi)水面線，并以水文站位代表斷面確定成災(zāi)水位。

沿河無擋水構(gòu)筑時，成災(zāi)水面線可以直接依據(jù)房屋基礎(chǔ)高程與洪痕雙投影后，依據(jù)最先淹沒的點(diǎn)確定成災(zāi)水位，由指定代表斷面上成災(zāi)水面線的值作為成災(zāi)水位。

鑒于梅山鎮(zhèn)曾經(jīng)有過不同階段的防洪治理，大部分河段建設(shè)了防洪堤，非天然狀態(tài)下確定成災(zāi)水位需要據(jù)實(shí)研判，由多要素綜合投影成果圖所示，有幾個局部集群位于“20160709”洪水水面線以下，需對逐個特征點(diǎn)詳細(xì)考證。

起點(diǎn)距3800m、5900m 附近，部分房屋基礎(chǔ)高程位居水面線以下，平面布局顯示，建筑物地處左岸，雖然地處低洼，但處于左提防洪保護(hù)范圍，實(shí)質(zhì)未受影響。

起點(diǎn)距3950m 附近，左側(cè)堤頂高程相對高程最低，此位置堤頂高程70.62m 作為致災(zāi)水位，換算到指定斷面致災(zāi)水位為71.5m。

綜合考慮以上因素，以梅山水文站為代表斷面，成災(zāi)水位為71.5m，比“20160709”洪水高0.69m，成災(zāi)流量為1160m3/s，重現(xiàn)期約15年一遇。

（六）洪水風(fēng)險

金寨縣老城區(qū)為一般城鎮(zhèn)，規(guī)劃其防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御20年一遇洪水，測區(qū)段河段雖經(jīng)過整治，但局部河段防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇。經(jīng)分析，當(dāng)測區(qū)河段發(fā)生超15年一遇的洪水時，發(fā)生洪水災(zāi)害的風(fēng)險很高。

三、結(jié)論與建議

根據(jù)以上分析，代表斷面（梅山水文站測流斷面）處成災(zāi)水位為71.5m，成災(zāi)流量為1160m3/s。結(jié)合河段的洪水特性和堤防的現(xiàn)狀，代表斷面處警戒水位取成災(zāi)水位以下0.50m 較為合適，即代表斷面預(yù)警水位為71.00m，相應(yīng)流量為980m3/s，約為10年一遇。

金寨縣梅山鎮(zhèn)防洪主要依賴于水庫的削峰作用，依據(jù)現(xiàn)狀工程體系，防洪標(biāo)準(zhǔn)約為15年一遇。代表斷面（梅山水文站）致災(zāi)水位為71.50m，致災(zāi)流量為1160m3/s；警戒水位取為71.00m，相應(yīng)流量為980m3/s，約為10年一遇。預(yù)警流量為980m3/s，約為10年一遇。當(dāng)測區(qū)河段發(fā)生超15年一遇的洪水時，發(fā)生洪水災(zāi)害的風(fēng)險很高。

建議基于現(xiàn)狀的能力，推進(jìn)工程治理措施，補(bǔ)齊短板，真正實(shí)現(xiàn)測區(qū)河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20年一遇，實(shí)現(xiàn)由降低災(zāi)害損失向降低災(zāi)害風(fēng)險轉(zhuǎn)變■