水利工程論文-流域洪水風險分析與定量評估.doc

水利工程論文-流域洪水風險分析與定量評估摘要：流域洪水風險圖可以定量和直觀地描繪遭受洪水淹沒風險的區(qū)域和洪災造成的損失，為各級政府指揮抗洪提供決策依據。本文簡要論述和分析了適合于流域洪水風險圖編制的一些方法，側重討論了推求洪水淹沒狀態(tài)的若干途徑以及洪災損失統計評估的內容。關鍵詞：流域；洪水風險圖關鍵詞：流域洪水風險圖1引言我國的洪澇災害從出現頻率、影響范圍到造成的損失都是世界最為嚴重的國家之一。據統計，在過去的2000多年中，中國發(fā)生的有史料可查的重大洪水災害就達1600余次。新中國成立以來，經過40多年的治理，全國江河流域的防洪形勢有了重大改觀。但是，由于洪水的影響因素眾多和人類對自然界認知的局限性，目前尚無法從確定性的角度預知未來相當長時期內洪水發(fā)生的確切時間和真實過程，加之經濟條件的限制和出于環(huán)境方面的考慮，洪水災害目前還難以徹底防范或根本消除。近年來，隨著人口的持續(xù)增長和經濟的迅猛發(fā)展，我國洪澇損失具有逐年增大的趨勢。在新形勢下，建立洪水風險的概念，使人們經常認識到洪水發(fā)生的可能性和洪災的后果，將有助于機構和個人更好地防范洪水災害。洪水風險是指未來可能引起災害性后果洪水發(fā)生的概率或頻率，洪水風險圖則是對洪水風險及后果定量化和圖形化的體現。一般，洪水風險圖應該是三位一體的組合：（1）流域洪水發(fā)生的頻率；（2）流域類洪水的淹水區(qū)域分布及有關說明；（3）洪水災害可能造成的各類損失。洪水風險圖可以使人們更直觀地了解和認識到災難性洪水發(fā)生后可能的水文后果和災害損失概況，及時做好防御洪水的準備，以防患于未然。防洪決策人員可以對于流域重大的洪澇災害發(fā)生的原因和可能后果做到胸中有數，在災情即將發(fā)生或已經發(fā)生時，能夠做到臨危不亂，迅速制定合理的調度方案和采取正確搶險救災措施，將洪災損失減少到最小程度。2分析流域洪水淹沒狀況的方法2.1實際洪水法實際洪水法的基本假定是流域自然地理特征保持基本不變條件下，洪水具有重現性。因此流域歷史上已經發(fā)生過的大洪水實際淹沒實況，可以作為現在和未來同類洪水重現時的淹沒狀態(tài)。分析歷史洪水淹沒實況主要有以下幾種途徑：（1）對于近期發(fā)生的洪水，利用流域實測水文資料和災情資料可以較為可靠地分析洪水特性及相應的淹沒范圍、淹沒深度和淹沒時間。（2）對于缺乏資料或年代較為久遠的洪水，可以通過調查考證的途徑1分析洪水發(fā)生時的淹沒情況。調查考證的內容包括對沿洪水路徑洪痕調查，查閱有關洪澇災情的歷史文獻記載，走訪洪泛區(qū)居民等。（3）洪水徑流是塑造地貌的重要外力，洪流的侵蝕、搬運和堆積作用形成的洪水地貌包括廢河道、天然沖積堤、沖積扇（洪積平原）、河漫灘（沖積平原）、沼澤地、三角洲等2。通過對洪水地貌分析，可以大致上分析出洪水徑流的強度、范圍和水深，作為分析淹沒實況的依據。（4）對于河流早已改道遠古時代發(fā)生的大洪水，可以通過水文地質地貌分析并結合水力學方法估計古洪水的水位和流量，近似推算古洪水重現時的淹沒情況。實際洪水分析途徑主要適合于天然流域，一般不能估計流域城市化、防洪工2.2水文學和水力學方法水文學和水力學方法是根據流域現狀或規(guī)劃條件下土地利用特征和工程條件，采用水文學和水力學方法分析推求流域洪水泛濫后的淹沒狀況。目前國內外流行的水文學和水力學方法和模型眾多，采用何種方法和模型應該針對流域水文地理特征、工程調度方式、資料條件以及計算精度來選擇應用。（1）由設計暴雨推求設計洪峰或設計洪水過程線可以采用水文學方法，如推理方法、徑流系數折算法、先損后損法、下滲曲線法、降雨徑流相關圖法、蓄滿產流模型、超滲產流模型5等。（2）由設計洪峰推求河道洪水位，可采用水面曲線法、回水曲線法、經驗公式等。位于河道洪水位以下的區(qū)域可作為可能的洪水淹沒區(qū)域作進一步分析。（3）由設計洪水過程線推求水位過程線，常用的水文學方法包括單位線法、等流時線法、抵償河長法、馬斯京根法、調蓄演算法3等。（4）對于河網匯流或坡面漫流計算采用水力學方法比較合適，如一維非恒定流和二維非恒定流方法4，以及它們的簡化形式等。采用水力學方法可以根據分析要求推求河道或流域水深、流量、蓄水量的時空分布。水文學和水力學方法計算結果頻率概念明確，可以分析和模擬土地利用、工程建設、調度方式、邊界條件變化情況下的洪水狀態(tài)，在洪水風險分析中應用較為廣泛。3洪災損失統計評估3.1流域社會和經濟特征統計對流域的社會和經濟數據應分門別類進行統計或估算。各種資料來源應盡可能，可以采用當年或上年度本地區(qū)社會和經濟統計年鑒。在有條件情況下，應該直接去當地收集最新和更詳細的資料，以滿足洪災損失估算的要求。需統計的基本資料包括：（1）城鎮(zhèn)和村鄉(xiāng)人口、土地利用情況、耕地面積；（2）各工礦企業(yè)固定資產和工業(yè)產值；（3）農、林、牧、副、漁業(yè)產值及固定資產；（4）單位和居民固定資產；（5）服務和社會性行業(yè)產值和固定資產；（6）公路、鐵路、通信、供水、供氣等各類生命線的分布；（7）參加洪水保險的企業(yè)、居民數和保險金額。3.2洪災損失評估一般，洪災損失評估內容包括這樣幾個方面：（1）災害影響的范圍和強度。范圍用面積或區(qū)域表示；災害強度定性為若（2）造成的經濟損失。按工業(yè)損失、農業(yè)損失、商業(yè)損失、居民損失、其（3）生命線受害統計。所謂生命線系指交通系統、供電系統、供水系統、（4）人員傷亡數目；（5（6經濟損失評估是災情評估的主要內容，但人員傷亡、水源污染、疾病流行、社會不安定、生命線受損影響等是無法用貨幣表示的無形損失，在評估過程中須洪水災害所造成的經濟損失包括直接損失和間接損失。直接損失主要是由于洪水直接淹沒所造成的集體及個人財產損失；間接損失指由于洪水期交通、電力中斷，廠房、設備受損等造成的產品成本增加及停產、誤工損失，以及合同無法按期完成的違約損失等，還包括防洪搶險、災民撤離、疾病防治、災后恢復等費用。由于對間接損失的詳細分析和精確估計是很困難的，一般是根據典型實例的調查結果或經驗估計得出間接損失占直接損失的百分數來作為間接洪災損失估對于不同災區(qū)，由于地形地貌、經濟狀況、季節(jié)、淹沒程度、搶救措施的差別，洪災損失是不同的。但對于確定地區(qū)，洪災損失的影響因素主要是淹沒程度。如果資料充足，能夠分區(qū)分類建立洪災損失與淹沒水深、淹沒歷時之間的相關系，則災情損失評估結果更為方便和可靠。4洪水風險圖繪制針對某一風險的洪水，根據分析和計算洪水淹沒的范圍、深度及相應的經濟損失，按一定的規(guī)格描繪和標明在流域地形圖上，便得出洪水風險