金寨县梅山镇山洪影响调查分析

丁 然 孙方坤

一、背景

安徽省金寨县处于大别山区腹地，平均海拔500m，地势自西南向东北倾斜，境内河流属淮河流域，有史河、西淠河两大干流，全县2km 以上的河流共119 条，总长度为2670km。

全县属亚热带湿润性季风气候区，季风明显、四季分明、气候温和、雨量充沛，春温多变、梅雨显著、夏雨集中。降水成因多为东南沿海暖湿气流内侵，四川盆地低压东移以及强台风的边缘影响。降水量随地形的抬升而递增的现象较明显，在大别山主体形成一个多雨中心，根据1951年以来的实测水文资料的统计，多年平均降雨量为1431mm。

二、调查布局、影响评价

本次调查居民宅基高程以小型飞机航测方式获取，覆盖了中心城区全境，后台依据航拍成果提取每一个建筑物的房屋基础高程，同时对企、事业单位，学校、医院等名录进行实地校验。洪水调查重点是“20160709”洪水，采集洪痕17 处，并对水面线的高程进行了实地测量。测量河道横断面48 处，纵断面156 处。

实测11 号断面与梅山水文站测流断面基本一致，取11 号断面作为指定断面。

（一）设计流量

根据梅山水文站历年实测洪峰流量资料，采用P-Ⅲ频率曲线，经适线分析，均值Q 为402.1m3/s，Cv为1.52，Cs为4.0。经计算得出5年、10年、20年、50年、100年一遇洪峰流量分别为540m3/s、1014m3/s、1576m3/s、2403m3/s、3072m3/s。

梅山水文站不同频率的设计洪峰流量成果见表1。

表1 梅山水库不同频率的设计洪峰流量成果表

（二）河道糙率选定

指定断面位于梅山水库大坝下游1560m，测验河段顺直长度约100m，宽150m，断面形态为单式断面，河床系砂卵石组成，断面较规整，水流较通畅，参照水利水电出版社《水力学》河槽的糙率n 值表，初选河道糙率。

历史洪水采用2016年洪水，指定断面年实测最大流量912m3/s，对应水位70.81m。该断面附近河段比降为0.27‰，糙率为初选值，利用曼宁公式，推算测流断面的过水流量，将推算出的流量与实测流量894m3/s 进行比较。反复选定河道糙率试算，使推算出的流量与设计流量大体吻合，这时选定的糙率值即是指定断面处的推算糙率。

计算公式为：

式中：Q—断面流量（m3/s）；

ω—断面面积（m2）；

C—谢才系数；

R—水力半径；

i—河道坡率；

n—河槽糙率。

经反复试算，河道糙率n=0.030 时，推算出的流量与实测流量相吻合。因此，指定断面附近河段河道糙率n=0.030 较为合理。

（三）设计水位

假定测区河段两岸堤防足够高，由河段比降、河道糙率、不同的重现期的设计流量，利用明渠均匀流计算公式，推算不同频率设计流量下的指定断面的设计水位，经计算，指定断面100年一遇设计水位为75.51m，50年一遇设计水位为74.46m，20年一遇设计水位为72.76m，10年一遇设计水位为71.11m，5年一遇设计水位为69.66m。指定断面设计洪水成果见表2。

表2 指定断面设计洪水成果表

（四）测区调查洪痕问题点分析

本次调查“20160709”洪水场次历史洪痕17 处，综合洪水比降0.273‰。

根据调查结果，10#和14#洪痕点为突出点据，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#洪痕高程分别比上下游9#、11#洪痕高程高0.09m、0.21m，该洪痕点高程不合理。

造成10#洪痕高程不合理的原因除调查测量带来的误差外，分析存在如下原因：10#洪痕下游180m 同侧岸边有一支流汇入，经DEM 地理信息系统分析软件分析计算，该支流区间流域面积为4.3km2，河道长4.5km，河道坡降44‰。经分析“20160709”洪水场次洪峰流量约为40m3/s（重现期10年一遇），支流汇入造成10#洪痕处水位偏高。

（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#洪痕高程分别比上下游13#、15#洪痕高程高0.17m、0.20m。该洪痕点高程不合理。分析此原因：①测量误差；②14#洪痕下游200m 处为一座桥梁，该桥桥墩阻水较为严重，壅水导致14#洪痕高程偏高。

（五）成灾水位

基于房屋基础高程、沿河洪痕投影结果，综合考量典型洪水（“20160709”）水面线、河道纵断面、沿河堰坝因素，依照短板效应原则确定成灾水面线，并以水文站位代表断面确定成灾水位。

沿河无挡水构筑时，成灾水面线可以直接依据房屋基础高程与洪痕双投影后，依据最先淹没的点确定成灾水位，由指定代表断面上成灾水面线的值作为成灾水位。

鉴于梅山镇曾经有过不同阶段的防洪治理，大部分河段建设了防洪堤，非天然状态下确定成灾水位需要据实研判，由多要素综合投影成果图所示，有几个局部集群位于“20160709”洪水水面线以下，需对逐个特征点详细考证。

起点距3800m、5900m 附近，部分房屋基础高程位居水面线以下，平面布局显示，建筑物地处左岸，虽然地处低洼，但处于左提防洪保护范围，实质未受影响。

起点距3950m 附近，左侧堤顶高程相对高程最低，此位置堤顶高程70.62m 作为致灾水位，换算到指定断面致灾水位为71.5m。

综合考虑以上因素，以梅山水文站为代表断面，成灾水位为71.5m，比“20160709”洪水高0.69m，成灾流量为1160m3/s，重现期约15年一遇。

（六）洪水风险

金寨县老城区为一般城镇，规划其防洪标准为防御20年一遇洪水，测区段河段虽经过整治，但局部河段防洪标准不足20年一遇。经分析，当测区河段发生超15年一遇的洪水时，发生洪水灾害的风险很高。

三、结论与建议

根据以上分析，代表断面（梅山水文站测流断面）处成灾水位为71.5m，成灾流量为1160m3/s。结合河段的洪水特性和堤防的现状，代表断面处警戒水位取成灾水位以下0.50m 较为合适，即代表断面预警水位为71.00m，相应流量为980m3/s，约为10年一遇。

金寨县梅山镇防洪主要依赖于水库的削峰作用，依据现状工程体系，防洪标准约为15年一遇。代表断面（梅山水文站）致灾水位为71.50m，致灾流量为1160m3/s；警戒水位取为71.00m，相应流量为980m3/s，约为10年一遇。预警流量为980m3/s，约为10年一遇。当测区河段发生超15年一遇的洪水时，发生洪水灾害的风险很高。

建议基于现状的能力，推进工程治理措施，补齐短板，真正实现测区河段的防洪标准达到20年一遇，实现由降低灾害损失向降低灾害风险转变■