新疆温宿县山洪灾害分析评价

邸飞艳

（新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 概况

温宿县隶属阿克苏地区，位于塔里木盆地北缘，属北温带大陆性干旱气候。特点是气候干燥，降水少，蒸发大，日照充足，昼夜温差大，夏季酷热，冬季干冷，春季多风沙。春季多大风沙尘、夏季对流天气造成冰雹、暴雨天气频发，暴雨是温宿县形成洪水的主要原因。年均降水量65.4 mm，年均气温10.10℃，年均无霜期185 d。

2010—2012 年，新疆维吾尔自治区进行了山洪灾害防治县级非工程措施项目建设，在山洪灾害防治县有山洪灾害防治任务的区域，建设了监测预警系统和群测群防体系，经分析，确定了温宿县5 个乡镇中受山洪灾害威胁严重的28 个沿河自然村落作为防灾对象。

2 山洪灾害分析评价

2.1 基础资料

以温宿县山洪灾害基础工作底图、基础数据及温宿县山洪灾害调查评价资料为基础，对其进行数据可用性、可靠性、完整性及一致性分析，结合计算方法，对工作底图、基础数据、调查评价成果、历史洪痕等资料进行分析，建立相应的分析与计算模型，开展工作[1-2]。

考虑当地防汛减灾、城市发展规划等实际需求，确定本次分析评价的28 个对象，形成评价对象名目。根据地域分布、自然地理条件、流域属性等特征，选取“吐木秀克镇协合拉村3 小队”作为典型分析对象进行方法选择及计算。

2.2 设计暴雨计算

主要包括设计暴雨参数确定、设计暴雨计算及设计暴雨时程分配。设计暴雨主要采用1983 年刊印的《新疆维吾尔自治区可能最大暴雨图集》确定的方法计算。

2.2.1 设计暴雨参数

根据《新疆维吾尔自治区可能最大暴雨图集》的温宿县各时段、各频率暴雨变差系数Cv、偏态系数Cs与Cv比值（Cs/Cv）。结合相关图集，将暴雨图集数字化并与温宿县小流域叠加，得到常规时段暴雨等值线图、变差系数等值线图[2]，与分析评价对象小流域进行叠加，按集水区形心位置进行插值，可得到1 h、6 h 和24 h 的暴雨均值和Cv值，按Cs=3.5Cv（1 h、6 h）、Cs=2.5Cv（24 h），查“皮III 曲线模比系数Kp值表”，得各设计暴雨频率相应的Kp值，乘以得各频率对应的设计点雨量[3]。

由上计算可得到温宿县28 个分析对象的设计暴雨成果。以吐木秀克镇协合拉村3 小队为例，设计暴雨参数成果见表1。

2.2.2 设计暴雨计算

在前述设计暴点雨量计算基础上，根据分析对象小流域的面积查“阿克苏地区时面深综合曲线”，可得各小流域1 h、6 h、24 h 点面雨量转换系数α，乘以设计点雨量可得到其设计面雨量；在此基础上，按照以下公式求得不同历史的设计面雨量[3]。

式中：H1p——设计1 h 点雨量；

表1 协合拉村3 小队设计暴雨参数表

H24p——设计24 h 点雨量；

t——设计历时；

n1、n2、n3——设计点暴雨递减指数。

依据以上步骤，可得28 个分析对象设计暴雨，以吐木秀克镇协合拉村3 小队为例，计算结果如表2。

表2 协合拉村3 小队设计暴雨成果表

2.2.3 设计暴雨时程分配

根据《新疆维吾尔自治区可能最大暴雨图集》中的24 h 典型雨序进行分析，根据汇流时间内的雨序与典型雨序相同的原则进行降雨分配计算[4]。以吐木秀克镇协合拉村3 小队100 年一遇的设计暴雨为例，24 h 设计暴雨时程分配图如图1 所示，汇流时间8 h各频率设计暴雨时程分配见表3。

图1 3 小队100 年一遇24 h 设计暴雨时程分配图

小流域汇流时间8 h 内，各频率下设计暴雨时程分配见表3。

表3 协合拉村3 小队汇流时间设计暴雨时程分配表

2.3 设计洪水计算

由于缺乏资料，采用洪峰流量面积指数法推求调查断面设计洪峰流量，计算公式如下，综合考虑，面积比指数n取0.60。

式中：Qp——频率为P的设计断面洪峰流量，m3/s；

Fp——设计断面以上的流域面积，km2；

Qd——频率为P时参证站洪峰流量，m3/s；

Fd——参证站以上的流域面积，km2；

n——面积比指数。

温宿县沿河村落设计洪水频率与设计暴雨的频率保持一致；按《山洪灾害分析评价技术要求》确定为P=20%、P=10%、P=5%、P=2%、P=1%5 种；未进行可能最大洪水分析。以吐木秀克镇协合拉村3 小队为例，设计洪水成果如表4 所示。

表4 3 小队控制断面的设计洪水成果

设计洪水过程线由典型洪水过程，采用同倍比放大法推求而得，以吐木秀克镇协合拉村3 小队为例，不同频率设计洪水过程线见图2。

图2 协和拉村3 小队设计洪水过程线

2.4 防洪能力评价

参照小流域基础信息确定防灾对象、成灾水位、对应流量洪水频率；采用山洪灾害调查汇总成果，针对各沿河村落，进行各级危险区内人口统计，参照小流域基础信息，绘制防灾对象的现状防洪能力图。并综合确定沿河村落现状防洪能力，综合评价见表5 所示。

表5 温宿县防洪能力现状统计表

由表5 可以看出，温宿县17 个（不含防洪能力在100 年以上的）沿河村落，总人数为1 945 人，其中极高危险区（＜5 年一遇）为 312 人，高危险区（5～20 年一遇）为 1 109 人，危险区（＞20 年一遇）为 524 人，分别占总人口的16.0%、57.0%及26.0%。28 个沿河村落中，有11 个现状防洪能力在100 年一遇以上，受暴雨山洪灾害影响的几率不高。

3 雨量预警指标

根据《山洪灾害分析评价技术要求》，对温宿县的28 个分析对象中现状防洪能力小于100 年一遇的分析对象计算预警指标。

由洪峰流量面积指数法推求以吐木秀克镇协合拉村3 小队临界雨量，在此基础上综合确定雨量预警指标（分为准备转移和立即转移）；将临界雨量作为立即转移指标；在临界雨量基础上“折减”15%作为准备转移指标。吐木秀克镇协合拉村3 小队预警指标成果见表6 所示。

表6 协和拉村3 小队预警指标成果表

4 结语

以吐木秀克镇协合拉村3 小队为例，对温宿县28 个沿河村落进行了设计暴雨计算、设计洪水计算、现状防洪能力评价并提出了雨量预警指标，为温宿县山洪灾害防治提供了技术支撑。

根据对分析评价成果的初步分析，评价成果具有以下特点，充分认识这些特点将为温宿县后续山洪灾害防治提供重要支撑。

第一，小流域山洪洪峰模数较大。分析表明，导致山洪的降雨具有短历时、强降雨等特点，且多发生在河流源头地区，涉及面积较小，流域坡面比降和沟道比降均较大，因此，洪水陡涨陡落，洪峰模数较大。

第二，分析评价中以各沿河村落涨洪历时为基础，初步分析了沿河村落暴雨洪水预警响应时间及其分布情况，这对山洪灾害防治预案编制及预警、监测站点布设等均具有重要作用。

第三，充分运用好县域沿河村落危险区分布图、各级危险区人口分布、沿河村落汇流时间、预警指标等信息，进一步改进监测站点布设、站点预警信息的关联、预警指标等工作。