淺析防洪控制斷面特征水位的確訂

摘要：水文站防洪控制斷面特征水位的確訂是否合理直接關(guān)系到防汛搶險救災(zāi)指揮決策的執(zhí)行情況及人民生命財產(chǎn)安全是否得到可靠的保障。近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，河道改造非常常見，因此導(dǎo)致水文站河床出現(xiàn)明顯的變化。文章結(jié)合樂山市犍為縣玉津鎮(zhèn)福興門防洪控制斷面的實際案例對防洪控制斷面特征水位的確訂展開了探討。

關(guān)鍵詞：防洪控制斷面；特征水位；水文站；河道改造；水利事業(yè) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TV122 文章編號：1009-2374（2015）31-0125-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.062

隨著我國水利事業(yè)的快速發(fā)展與進步，水文站所對應(yīng)的防洪水平有了非常顯著的提升趨勢，水利工程建設(shè)中的堤防工程也在不斷加高、加固，因此以往所確定的防洪控制斷面特征水位必須根據(jù)現(xiàn)有的堤防情況以及實測水文資料數(shù)據(jù)信息重新進行修訂，以確保所選取防洪特征水位參數(shù)能夠符合實際情況。本文即圍繞防洪控制斷面特征水位的確訂問題進行分析與探討。

1 防洪控制斷面特征水位的現(xiàn)實價值

警戒水位具有預(yù)警示險的作用，而保證水位是防洪工程或防護區(qū)是否遭遇不可抵御洪水的特征反映。劃定水文（位）站及防洪控制斷面的警戒水位、保證水位，是對城市防洪規(guī)劃的補充和完善。直接或間接反映城鎮(zhèn)或防護區(qū)的汛情危急程度，是防汛指揮部門作為防汛指揮、決策、調(diào)度的重要依據(jù)，也是沿江城鎮(zhèn)進行城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的科學(xué)依據(jù)，還是防洪工作重要的非工程措施之一，具有重大的經(jīng)濟效益、社會效益。

2 防洪控制斷面特征水位的確訂方法

洪水頻率是警戒、保證水位出現(xiàn)幾率的一種度量，客觀反映工程及保護區(qū)抗御洪水的能力，其頻率的大小對確定警戒、保證水位的合理性關(guān)系密切。但是一個城鎮(zhèn)或防護區(qū)，往往在其防護范圍內(nèi)沒有或僅有防汛水文站，其上下游若干公里有水文站，在確定城鎮(zhèn)或防護區(qū)的警戒、保證水位時，需要將水文站的設(shè)計洪水成果，通過某種方法轉(zhuǎn)移至城鎮(zhèn)或防護區(qū)的某一特定斷面，其轉(zhuǎn)移的方法應(yīng)區(qū)別不同情況分別采用。

第一，水文站與防洪控制斷面控制集水面積之差小于5%，可以直接移用水文站洪水成果。

第二，水文站控制集水面積與防洪控制斷面控制集水面積相差在5%～20%之間時，應(yīng)對流量進行面積修正。

第三，對于完全無資料的城鎮(zhèn)：（1）可以用某一實際發(fā)生并成功抗御的一場洪水作為確定特征水位的參照標(biāo)準(zhǔn)分析確定；（2）采用相似流域法，即在流域形狀、地形地貌、植被和下墊面因素及其他自然條件基本相似的情況下，直接移用水文站洪水成果。

第四，防洪控制斷面有洪水水位觀測資料的，應(yīng)盡可能建立防洪控制斷面洪峰水位與水文站相應(yīng)洪峰流量（或水位）的關(guān)系。

第五，防洪控制斷面設(shè)有洪水水位觀測資料或雖有資料而無法與水文站建立相關(guān)關(guān)系的，當(dāng)城鎮(zhèn)控制斷面與水文站斷面比較一致，其間河段變化不劇烈，可采用中、高水的水面比降來進行水位的轉(zhuǎn)移。有條件的地方可以采用水面曲線演算。否則采用曼寧公式進行計算，但水位流量關(guān)系的高水應(yīng)盡可能用調(diào)查洪水加以控制。

3 實例分析

犍為縣福興門防洪控制斷面地處樂山市犍為縣玉津鎮(zhèn)福興門，位于岷江下游右岸，集水面積126884km2。該控制斷面有近十年的洪水水位觀測資料。福興門防洪控制斷面上游23.8km處有五通橋（二）水文站，其集水面積126478km2，兩斷面之間無較大支流加入，五通橋（二）水文站控制集水面積與福興門防洪控制斷面控制集水面積相差0.32%，按面積比的0.65次方將五通橋（二）水文站設(shè)計洪水流量進行修正后轉(zhuǎn)移至該斷面，設(shè)計洪水成果見表1：

利用福興門防洪控制斷面觀測的洪峰水位與五通橋（二）站相應(yīng)的洪峰水位，建立相關(guān)關(guān)系（換算公式：Y=1.2128X-90.003），這樣可得到某一頻率洪水相應(yīng)的水位。通過以上分析計算，解決了福興門防洪控制斷面在修訂警戒、保證水位時所對應(yīng)的洪水頻率和流量的問題，且精度遠比用其他方法（包括水力學(xué)方法）為高。

經(jīng)綜合各方面的具體情況，福興門防洪控制斷面警戒水位、保證水位的修訂成果如表2。

從表2看出警戒、保證水位分別比修訂前提高1m和1.2m，而重現(xiàn)期仍然偏低。分析其原因，一是河流源短流急，沖刷能力強，對河堤沖刷，淘蝕最嚴(yán)重的恰好是中等洪水；二是防洪工程建設(shè)不完善，沒有形成封閉式防洪堤，因而沒有達到城鎮(zhèn)整體防洪能力。

同時，從該特征水位合理性的角度上分析：根據(jù)防護對象受災(zāi)情況、防洪需求，選取重點防護斷面的關(guān)鍵點位置及高程，采用上下游水位流量線關(guān)系法推求得水文站保證水位取值為326.70m，保證流量取值為23600m3/s，洪水重現(xiàn)期為5年一遇，與河堤提防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（5年一遇）基本一致，符合防護對象防洪需求，因此現(xiàn)擬定的水文站保證水位是合理的。根據(jù)防護斷面情況及水文站典型歷史洪水過程推求的水文站警戒水位為325.00m，警戒流量為17700m3/s，洪水重現(xiàn)期為2年一遇，水文站到兩防護斷面的預(yù)警時間分別為4.5h和6.0h，具有足夠的預(yù)警時間，能夠滿足下游防護對象的預(yù)警要求。

4 結(jié)語

本次研究圍繞水文站防洪控制斷面特征水位的確訂問題進行了分析與探討，并結(jié)合樂山市犍為縣玉津鎮(zhèn)福興門犍為縣福興門防洪控制斷面的實際案例，分析了特征水位確訂的具體操作方法與內(nèi)容。在本文以上分析中，確訂防洪控制斷面特征水位所對應(yīng)的預(yù)警時間是綜合多場典型洪水自警戒水位上漲至保證水位所需的時間間隔，同時也考慮了實際防洪需求，增加了一定的預(yù)留時間，因此具有綜合性的特點。同時，由于本文所列舉案例中的水文站位于岷江下游右岸，因此所確訂的防洪控制斷面特征水位僅針對下游右岸周邊有預(yù)警作用，其他地區(qū)僅能夠?qū)⒃摂?shù)據(jù)作為參考數(shù)值。更為關(guān)鍵的疑點是，水文站所確訂的防洪控制斷面特征水位必須為防護區(qū)防汛減災(zāi)工作的開展服務(wù)，因此所確訂的防洪控制斷面特征水位必須根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的河道治理情況、河道過水?dāng)嗝孀兓闆r以及整個防護區(qū)的發(fā)展情況做出定期的調(diào)整與修訂，以最大限度地保障防洪控制斷面特征水位的合理性。

參考文獻

[1] 劉廣成，張新，狄方洪，等.拉林河蔡家溝防洪斷面（水文站）防汛特征水位分析計算[J].黑龍江水利科技，2012，（1）.

[2] 黃曉榮，成新文，殷彤，等.水庫特征參數(shù)選擇的多目標(biāo)評價模型研究[J].水力發(fā)電學(xué)報，2010，29（2）.

[3] 胡余忠.大沙河“2010.7.11”洪水對河道防汛特征水位影響分析[J].江淮水利科技，2011，（3）.

作者簡介：茍蓉平（1965-），男，四川眉山人，四川省岷江水文水資源勘測局工程師。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint