莎车县非工程措施中预警系统建设

摘要：莎车县地新疆西南边陲，降水量时空分布不均，暴雨频繁，常因暴雨产生山洪，使许多基础设施遭到破坏，对人民生命财产安全构成极大的损害和威胁。采取非工程措施科学防治

山洪灾害，对莎车县经济社会可持续发展将起到积极的作用。

关键词：莎车县；山洪灾害；非工程措施；预警指标

中图分类号：TV 文献标识码：A

县域概况

1.1地理情况

莎车县位于新疆西南边陲、昆仑山北麓，帕米尔高原南面，南北最长190km，东西最宽处为56km，总面积为8195.69km2，

1.2历史山洪灾害

山洪灾害主要由连续降雨诱发，受气象因素控制。1952年7月发生的洪灾造成经济损失17.25万元，1961年9月发生的一次洪灾造成经济损失75.31万元，1989年6月的一次洪灾造成经济损失537.24万元，1998年八月发生的一次洪灾造成经济损失952万元。历史上还发生过许多大大小小的洪灾，给当地人民造成重大经济损失。

2非工程措施建设的预警指标确定

根据莎车县降雨及山洪灾害情况，结合地形、地貌、植被、水文地质等，确定山洪灾害区域各级临界雨量和水位预警指标，并在实际运用中修订完善。预警指标分准备转移、立即转移两级指标。

2.1 雨量预警指标

一个流域或区域的临界雨量是指在该流域或区域内，降水量达到超过某一量级或强度时，该流域或区域发生溪河洪水等山洪灾害时的降雨量或降雨强度，临界雨量是进行降雨区划时要考虑的一项主要的技术指标，更是山洪灾害预报预警的重要基础。

（1）确定依据

（a）重点考虑由于暴雨引发山洪因素。根据暴雨、最大降雨等值线进行暴雨引发山洪划分。

（b）参考莎车县历年的洪水系列，城建、气象、水文部门的观测及实地历史山洪的洪水调查结果，以暴雨预警为主，洪水预警为辅。

（c）综合参照历史山洪灾害发生时的降雨情况，根据各地的暴雨特性、地形地质条件等。

（2）计算方法

由于莎车县的暴雨资料及灾害调查资料有限，在进行河沟洪水引发的山洪灾害的临界雨量推求时，采用合并进行分析计算，主要以河沟洪水为主。

考虑到实施区内雨量站点稀少，临界雨量分析计算难度很大。因此，在计算临界雨量时，首先确定典型区域，在分析计算典型区域内单站临界雨量的基础上，再分析典型区域山洪灾害的临界雨量。

对于无资料或资料比较缺乏，无条件作单站临界雨量分析的地区，临界雨量的分析方法主要采用内插法和比拟法。

（3）典型区域的确定

典型区域的确定应考虑以下主要条件：

（1）区域内尽可能的有一定数量的雨量站点或有历史降雨资料，且分布较均匀；具有较完整，详细的山洪灾害历史发生记录或调查资料；少量站点具有时间序列较完整的雨量资料，一定的地质、水文、气象资料。

（2）区域内人口密度较大，具有典型山洪灾害地理特征，山洪灾害频繁，受灾严重。

（3）典型区域可以是一个流域，也可以是一个区域，在划分典型区域边界时，区域内包含若干条完整的小流域，应尽量避免将小流域分割开，区域内的地质和气象条件相差不大。

根据以上原则，结合收集资料实际情况，划分出以流域为边界的30个典型山洪沟。

（4）单站临界雨量分析计算

（a）资料情况

首先收集典型区域内有历史记录的山洪灾害场次及地质、水文、气象降雨资料。

从收集的资料情况看：山洪灾害记录残缺不全，有的山洪灾害与暴雨资料不相应，近几年发生的多，历史上发生的少，有的典型区只有1～2次山洪灾害，以致时段临界雨量代表性不足，部分时段临界雨量值不合理。

为了解决山洪灾害场次少，临界雨量值不合理的问题，假定大于山洪灾害场次雨量的暴雨也作为山洪灾害考虑。据这假定，从实测的暴雨洪水记录中和历史山洪灾害记录中，筛选出5～6次山洪灾害过程场次，进行临界雨量分析计算。

（b）时段雨量统计

在典型区域内，假定1处发生山洪灾害，整个区域都发生山洪灾害。据这假定，对于每次山洪灾害过程，在典型区域内雨量站的逐时雨量资料中，查找并统计对应的各时段最大雨量及过程雨量，单站临界雨量只统计在过程期已发生山洪灾害的单站雨量。

(c)临界雨量分析计算

根据《临界雨量分析计算细则》，结合不同地区的暴雨特性，计算出各雨量站的临界雨量初值。临界雨量初值计算假设区域内共有S个雨量站，共发生山洪灾害N次，共统计T个时间段的雨量，Rtij为t时段第i个雨量站第j次山洪灾害的最大雨量，则各站每个时段N次统计值中，最小的一个为临界雨量初值，即初步认为这个值是临界雨量初值，计算公式为：

Rij临界=Min（Rtij）。

在临界雨量初值的基础上，确定单站及区域临界雨量的变幅，这个变幅的取值区间为临界雨量。

将分析计算的1、3、6、24h单站临界雨量填在典型区对应站点上，通过勾绘等值线（实际上是临界雨量分布图），可估算出区域内每条小流域的临界雨量。

(5)山洪典型区临界雨量表

根据上述的计算，得到莎车县山洪典型区临界雨量表。

2.2 水位预警指标

水位流量预警指标分为水库水位预警指标和河道流量预警指标

水库水位预警指标：当水库溢洪，库区上游持续降雨，水位继续上涨时，通过广播、电视、电话等手段向外汛情公告或紧急通知，准备转移可能被淹没范围内的人员和财产。当库水位达到设计水位，库区上游仍有强降雨，或出现重大险情时，通过各种途径向可能被淹没范围内的人员，紧急通知，组织下游群众立即转移。

河道水位预警指标：山洪灾害危险区小流域内，缺乏实测历史水位资料，目前水位预警指标难以确定。

（1）在莎车县至少选择3个小流域，选定2-3处下游有重要城镇，工矿企事业单位，且人口相对密集的水位预报节点，进行历史洪水位调查，依据各调查点的山洪灾害成灾情况，确定历史成灾水位为立即转移指标；结合当地水利工程在历史成灾水位上适当降低，作为准备转移指标。

（2）上游有中小型水库的山洪沟，考虑水库的水情预警值。

（3）有雪融、冰融的山洪沟，考虑连续的升温，以历史经验作为水情预警指标。

（4）山洪沟缺乏实测历史水位资料，目前水位预警指标难以确定的，以降雨预警指标作为参考。

（5） 参考由希尧等撰写的“新疆小河流域洪峰流量均值计算经验模式探讨”(《干旱区地理》2000年第23卷增刊)一文，对新疆南北坡、帕米尔高原、昆仑山北坡诸小河流域计算经验公式（选用其指数公式）：

Qm=5.3827*F0.6156*C0..2444*f 0.4052*pm1-0.4408

其中：Qm多年平均年最大洪峰流量（m2/s）;F控制断面以上集水面积（km2）；

C-河流参数（C=L/J0.5）;L河长 （km）；J河道比降 f流域形状系数（f=F/L2）;pm1-流域多年平均最大1日降水量（mm）。

根据以上计算结果，有公式QP=（Φp*Cv+1）* Qm可求得不同频率的设计洪峰流量成果。 Φp----可由Cs查皮尔逊Ⅲ曲线查得；

根据上述的计算，得到莎车县山洪典型区水文预警表。此表的流量值初步作为山洪灾害预警的水文临界值，具体值会在运用中修订完善。

2.3典型山洪沟水位流量关系

山洪灾害危险区小流域内，缺乏实测历史水位资料，目前水位预警指标难以确定。为此小流域下游有重要城镇、工矿企事业单位、村庄且人口相对密集的水位预报节点，进行历史洪水位调查，依据各调查点的山洪灾害成灾情况，确定历史成灾水位为立即转移指标；结合当地水利工程在历史成灾水位上适当降低，作为准备转移指标。

3 结语

山洪灾害防治非工程措施以建设监测预警系统为主要内容，以雨量等预警指标的确定为重中之重，但还必须强化群测群防体系、建立健全责任制、完善防御预案、宣传防御知识、进行演练和对有关人员进行培训，以提高全民防灾避灾意识，不断修定、合理确定临界雨量等预警指标，达到有效防御山洪灾害，改变莎车县山洪灾害日趋严重的局面，减少人员伤亡和财产损失，尤其是有效避免群死群伤事件发生。