山區(qū)小流域洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警技術(shù)探析

劉海蓮

(永豐縣沿陂鎮(zhèn)水務(wù)站，江西 吉安 331504)

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山區(qū)小流域洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警技術(shù)探析

劉海蓮

(永豐縣沿陂鎮(zhèn)水務(wù)站，江西 吉安 331504)

受我國(guó)地質(zhì)環(huán)境和氣候環(huán)境的影響，雖然近年來(lái)在洪水預(yù)警和防控等方面取得了十分顯著的成效，但山區(qū)小流域洪水災(zāi)害仍時(shí)有發(fā)生。為降低洪水災(zāi)害所造成的人員傷亡，減少因小流域洪水所導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失。故而文章從風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警技術(shù)兩個(gè)角度對(duì)山洪防護(hù)問(wèn)題進(jìn)行探討，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和多年工作經(jīng)驗(yàn)提出一些觀點(diǎn)，以供相關(guān)人員參考和借鑒。

洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；預(yù)警技術(shù)；山區(qū)小流域；規(guī)劃

1　山區(qū)小流域洪水風(fēng)險(xiǎn)概述

所謂小流域山洪，一般是指在山區(qū)環(huán)境下，因?yàn)槌掷m(xù)降雨被地形積蓄所導(dǎo)致的一種洪水形式。從氣象學(xué)尺度上看，氣候的大環(huán)流會(huì)包含諸多小環(huán)流系統(tǒng)，而每個(gè)小環(huán)流系統(tǒng)則是導(dǎo)致小流域山洪的關(guān)鍵原因。由于小環(huán)流氣候的地域性強(qiáng)、環(huán)流時(shí)間短但循環(huán)強(qiáng)度大，一旦引發(fā)極端氣候?qū)?dǎo)致十分嚴(yán)重的后果。而從我國(guó)整體山區(qū)分布狀況來(lái)看，呈三級(jí)階梯的形式十分容易導(dǎo)致小環(huán)流，因而在山區(qū)發(fā)生小流域山洪的概率較高[1]。

暴雨是山洪發(fā)生的源頭，而形成大規(guī)模持續(xù)性暴雨必須具有充足水汽準(zhǔn)備同時(shí)還要能實(shí)現(xiàn)氣流上升運(yùn)動(dòng),這兩個(gè)因素缺一不可。而據(jù)氣象學(xué)研究顯示，自然界中只有層積云和對(duì)流云能造成足夠引發(fā)小流域山洪的暴雨。而水汽的來(lái)源一方面是江河湖泊的自然蒸發(fā)，另一方面則是依靠季風(fēng)將太平洋西部與印度洋靠赤道一部分海洋氣團(tuán)攜帶而來(lái)。本地水汽則是由溫帶氣旋和地形因素的影響而做上升運(yùn)動(dòng)，從而形成大量積雨云。

2　山區(qū)小流域洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估措施

2.1風(fēng)險(xiǎn)因子和量化指標(biāo)

對(duì)與省份和地區(qū)地域來(lái)說(shuō)，山洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)采用大尺度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方式。并利用GIS對(duì)相關(guān)指標(biāo)和因子進(jìn)行疊加分析和空間分析。通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行明確而后進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。其具體實(shí)施步驟可總結(jié)如下，首先針對(duì)該地區(qū)山洪爆發(fā)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行選取，而后對(duì)各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的指標(biāo)進(jìn)行量化，并建立風(fēng)險(xiǎn)管理體系。多方參照并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)選擇風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算方式，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行計(jì)算。而后根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)大小劃定風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域圖像。

導(dǎo)致小流域山洪的風(fēng)險(xiǎn)因素主要可分為兩個(gè)方面，其一是洪水危險(xiǎn)性，包含氣候因子、下墊面因子以及防洪體系因子等。其二是承災(zāi)體強(qiáng)度，包括暴露度、易損性和恢復(fù)力3個(gè)方面。每個(gè)因子都攜帶有相應(yīng)的量化指標(biāo)。對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)因子在小流域山洪爆發(fā)中所承擔(dān)的貢獻(xiàn)率和影響機(jī)制進(jìn)行分析，并采用模糊聚類法以及層次分析法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行計(jì)算。

2.2區(qū)劃和評(píng)估

根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目的，可采用洪災(zāi)損失、洪水特征以及洪水頻率等相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判角度進(jìn)行評(píng)估。首先，從洪水頻率角度來(lái)看，任何山區(qū)城市及鄉(xiāng)村都有可能被遭到洪水災(zāi)害，而洪水頻率則代表了這些地區(qū)遭受洪水的可能性。這種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，主要針對(duì)河流泛濫地區(qū)。參照評(píng)估結(jié)果能對(duì)該地區(qū)防洪建設(shè)和土地規(guī)劃提供更加規(guī)范的建設(shè)指導(dǎo)。從洪水特征角度進(jìn)行評(píng)估，主要是區(qū)分不同洪水程度所導(dǎo)致的洪水嚴(yán)重程度和破壞程度，其所選取的風(fēng)險(xiǎn)因子主要有洪水泥沙攜帶量、水中漂浮物以及污染物等。通常情況下，即使洪水頻率相同但洪水對(duì)周圍環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施的破壞效果也會(huì)存在顯著差異。而這些差異就能從洪水特征上表現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)洪水特征的評(píng)估，能有效預(yù)防和彌補(bǔ)洪水所造成破壞。同時(shí)，立足于洪水特征進(jìn)行危害評(píng)估，還應(yīng)當(dāng)充分考慮城市人口數(shù)量和企業(yè)、產(chǎn)業(yè)稠密程度，以此判斷洪水所能造成傷亡情況和經(jīng)濟(jì)破壞程度。最后，則是從損失期望角度對(duì)洪水災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估，這種評(píng)估則進(jìn)一步具體到人員生命安全、財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)業(yè)損失以及災(zāi)害所造成的后續(xù)一系列相關(guān)損失情況。在洪水頻率和特征評(píng)估的基礎(chǔ)上，從洪水對(duì)人類社會(huì)所造成的多方面影響進(jìn)行綜合分析，以獲得更加保險(xiǎn)的防洪參照。

以上不同角度的洪水評(píng)估方式，實(shí)際上是從自然環(huán)境到人類社會(huì)不斷細(xì)化的過(guò)程，從洪水特頻率到損害期望值等多種評(píng)估方式，是綜合考慮了洪災(zāi)損害與防洪措施的效果，并從經(jīng)濟(jì)角度、社會(huì)效益角度等多方面進(jìn)行評(píng)估的結(jié)果。在具體使用時(shí)可綜合采用，但僅從各種角度進(jìn)行評(píng)估，都有著相應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值。

3　山區(qū)小流域洪水預(yù)警技術(shù)探討

小流域山洪爆發(fā)具有很強(qiáng)的破壞性，其危害會(huì)局限在某地域之內(nèi)，通常突然爆發(fā)，給防護(hù)準(zhǔn)備措施所留時(shí)間相對(duì)較少，并且其相應(yīng)的防護(hù)措施一般并不顯效，而若采用長(zhǎng)效和大型的防護(hù)工事則經(jīng)濟(jì)性較差，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展并不具有補(bǔ)益作用。因此，建立相應(yīng)的預(yù)警監(jiān)測(cè)機(jī)制，則能有效降低山洪所造成的損害。

在山洪預(yù)警機(jī)制中，以水文氣象觀測(cè)作為基礎(chǔ)，并結(jié)合氣象預(yù)報(bào)、水文預(yù)報(bào)以及山洪預(yù)警等多種預(yù)報(bào)方式。一旦各層級(jí)預(yù)報(bào)都達(dá)到警戒峰值，則啟動(dòng)山洪報(bào)警。其中水文氣象監(jiān)測(cè)是針對(duì)當(dāng)?shù)亟铀弧⒔涤炅康冗M(jìn)行觀測(cè)，并通過(guò)氣象衛(wèi)星監(jiān)控、天氣雷達(dá)監(jiān)控等多方面監(jiān)控手段，綜合報(bào)道而獲得相應(yīng)信息。雨水情況監(jiān)測(cè)，可采用雷達(dá)對(duì)降雨情況進(jìn)行校核，并根據(jù)山洪監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)語(yǔ)境。同時(shí)，結(jié)合衛(wèi)星云圖對(duì)雨水監(jiān)測(cè)的結(jié)果，做出綜合性判斷。然而，我國(guó)的水文氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布置完善程度不足，監(jiān)測(cè)漏洞較大，報(bào)訊時(shí)間間隔較長(zhǎng)，所以在實(shí)際監(jiān)測(cè)中所起到的作用并不十分明顯。而對(duì)水文特性也缺乏有效和及時(shí)的監(jiān)測(cè)反饋機(jī)制。一次你，在當(dāng)前，應(yīng)該將工作重點(diǎn)放在監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的建立，因警報(bào)系統(tǒng)的升級(jí)等方面

隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)局部地區(qū)進(jìn)行水文預(yù)報(bào)和降雨預(yù)報(bào)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，但這種預(yù)報(bào)的精度與穩(wěn)定性都無(wú)法達(dá)到實(shí)際要求，在具體監(jiān)測(cè)預(yù)警過(guò)程中只能起到輔助監(jiān)測(cè)的作用。而大部分語(yǔ)境信息的獲取，都有賴于對(duì)江河水情進(jìn)行實(shí)際探測(cè)所獲得。如何選擇監(jiān)測(cè)指標(biāo)是擺在監(jiān)測(cè)工作面前，必須要解決的問(wèn)題之一。在當(dāng)前主要采用美國(guó)所發(fā)布的FFG山洪預(yù)警，這種預(yù)警方式現(xiàn)在已經(jīng)在湄公河、羅馬尼亞、南非以及韓國(guó)等地得得到廣泛應(yīng)用，而我國(guó)目前的監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇，也參照了FFG標(biāo)準(zhǔn)。由于國(guó)內(nèi)山地地形情況特殊，地質(zhì)狀況與美洲更是存在顯著差異，其中以泥石流、滑坡以及山溪洪水等災(zāi)害最為常見，并且其所導(dǎo)致的危害也最為嚴(yán)重。因此國(guó)內(nèi)預(yù)警方式是針對(duì)這些常見災(zāi)害類型，分別選取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算?？刹捎脜^(qū)域臨界雨量、單站臨界雨量計(jì)算方法，如這兩種計(jì)算方法是通過(guò)對(duì)該時(shí)段雨量進(jìn)行取值，并選擇其最小值作為判定標(biāo)準(zhǔn)。并同時(shí)統(tǒng)計(jì)本地山洪災(zāi)害發(fā)生次數(shù)、等級(jí)，該區(qū)域所擁有的監(jiān)測(cè)站數(shù)量以及這些監(jiān)測(cè)站所記載的所有山洪災(zāi)害相關(guān)資料，并根據(jù)不同時(shí)段的山洪狀況對(duì)降雨量取最大值。而區(qū)域降雨量則將單個(gè)監(jiān)測(cè)站擴(kuò)大到整個(gè)區(qū)域面范圍。此外根據(jù)具體天氣氣候變化的不同，可將暴雨頻率與災(zāi)害頻率假定為相同，并利用頻率分析法對(duì)山洪發(fā)生的頻率、場(chǎng)次等進(jìn)行深入分析。以降雨量設(shè)計(jì)值作為參照，從山洪頻次中選擇與之相等的數(shù)值作為雨量初值即可。

4　總　結(jié)

山洪災(zāi)害對(duì)山區(qū)人們生活帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅和風(fēng)險(xiǎn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們有足夠的能力對(duì)山洪進(jìn)行預(yù)警和防護(hù)。而接下來(lái)需要考慮的是如何在山洪災(zāi)害防護(hù)相關(guān)上提高效率和經(jīng)濟(jì)性，提高預(yù)警的準(zhǔn)確率和時(shí)效性。從而有效保障人們生活安全和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)穩(wěn)定。

[1]王超,金濤,孟潔,等.基于水力學(xué)法的蘭江段堤防防護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)分析方法[J].水電能源科學(xué),2015(05):42-44.

1007-7596(2016)06-0099-02

2016-04-22

劉海蓮(1980-)，女，江西永豐人，工程師，研究方向?yàn)樗呐c水資源、水文水利計(jì)算、水文預(yù)報(bào)工作。

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