汉江上游安康段不同时间尺度洪水灾害风险评价

发布时间：2020-04-10 18:24

【摘要】：当今世界,洪水灾害是最常见且最具破坏性的自然灾害之一。几千年来,洪水灾害就一直威胁着中华民族的生存和发展,为此,防御和治理洪水灾害历来受到人们的重视。进入21世纪以来,防洪减灾的非工程措施在防御和治理洪水灾害过程中起到的作用不断被人们认识,其中洪水灾害风险评价能够充分把握区域洪水灾害的现状,是科学制定防汛减灾措施的前提和准备。在洪水灾害风险评价中,使用超长时间尺度洪水序列资料,不仅可以延长洪水灾害风险评价的时间尺度,同时也能够提高稀遇洪水灾害风险评价的精度。汉江是长江最大的支流,洪水灾害最为严重。位于汉江上游安康盆地低洼地带的汉滨区是安康市政治、经济、文化和交通信息中心,其老城区主要建立在汉江上游安康段的南岸,地势低,加之集中和高强度的降水,自古以来都是洪水灾害频发区,历史上,安康老城受洪水灾害影响,多次搬迁。近几年,课题组对汉江上游全新世时期以来的特大洪水事件进行了洪水演进研究和调查考证,这些研究结果能够延长汉江上游安康段的洪水序列尺度,提高设计洪水的准确性,为该河段洪水灾害风险评价提供可靠的数据支撑,进而为安康市政府实施防洪减灾工作提供依据。论文在综合分析汉江上游洪水灾害变化特征的基础上,选取汉江上游安康段为研究区,基于安康水文站1935-2016年的实测水文数据、历史调查洪水数据和沉积记录中的古洪水资料,分别计算了该河段实测洪水+历史洪水序列(简称“短时间尺度洪水序列”)和实测洪水+历史洪水+古洪水序列(简称“长时间尺度洪水序列”)的洪水经验频率,采用GIS耦合HEC-RAS模型模拟和分析了两种时间尺度洪水序列的4种典型频率(0.01%、0.1%、1%、10%)下研究区的淹没情况,并构建了洪水灾害风险评价模型,评价了研究区两种时间尺度洪水序列的洪水灾害风险;最后对评估结果进行了比较分析。得出以下结论:(1)对汉江上游洪水灾害的时间和空间特征分析表明,在时间上,历史时期汉江上游地区的洪水灾害可以分为三个阶段(221aBC～618aAD、619aAD～1368aAD、1369aAD～2015aAD),其中东汉和北宋时期分别是前两个阶段的洪水灾害高发期;同时,汉江上游洪水灾害存在2～3a、6～8a、16～18a三个周期,主周期为17a;在空间上,洪水灾害的发生频次具有明显的空间差异性,洪水灾害发生频次较多的县区有汉滨区、旬阳县、汉台区、南郑县、勉县等,其中汉滨区洪水灾害发生频率最高,频发的洪水灾害使该地区人民的生命财产安全受到严重威胁,从而突出了汉江上游安康段洪水灾害风险分析和评价的重要性。(2)基于两种时间尺度洪水序列数据,计算了安康段洪水洪峰流量和洪水频率之间的关系,该河段短时间尺度洪水序列下百年一遇、千年一遇、万年一遇洪水洪峰流量分别为31230 m3/s、42680 m3/s、53810 m3/s;长时间尺度洪水序列下百年一遇、千年一遇、万年一遇洪水洪峰流量分别为31770m3/s、45200m3/s、58800 m3/s,结果表明,长时间尺度洪水序列计算得到的百年、千年和万年一遇的洪峰流量值,明显大于短时间尺度洪水序列外延得出的不同洪水重现期的洪峰流量值,这突出了对汉江上游安康段两种时间尺度洪水序列下洪水灾害风险评价的必要性。(3)汉江上游安康段短时间尺度洪水序列的洪水灾害高风险区主要集中分布在地势较低、河网密度大且经济发达的老城区。随着洪水重现期由10a 一遇增加到10000a一遇,洪水灾害高风险区也不断由老城区向南部的新城区扩展,洪水灾害高风险区面积占其总淹没面积的比例不断增长,由8.91%增加到了 31.13%,增加了 22.22%,增长幅度较大。(4)汉江上游安康段长时间尺度洪水序列的洪水灾害高风险区主要分布在汉江南岸的安康城区以及汉江干流和支流黄洋河两岸的部分村落,包括白庙村、张家湾、双井村等;随着洪水重现期的增加,汉江上游安康段洪水灾害高风险区面积占其总淹没面积的比例也呈增加趋势,由4.89%增加到了 32.19%,增加了 27.3%,增加幅度较之前更大。(5)通过对汉江上游安康段两种时间尺度洪水序列下洪水灾害风险评价结果的对比分析,表明两种时间尺度洪水序列下的洪水灾害高风险区的分布位置基本一致,高风险区都主要分布于汉江干流南岸的城区以及支流黄洋河两岸的部分村落。随着洪水重现期的增加,两种时间尺度洪水序列下洪水灾害高风险区的扩展方向一致,洪水灾害高风险区的范围不断由汉江南岸老城区向新城区及支流黄洋河两岸的农村扩展;两种时间尺度洪水序列的高风险区占总淹没面积的比例都增加,分别增加了 22.22%和27.3%。同一重现期下,长时间尺度洪水序列下的洪水灾害高风险区范围更大。(6)依据对汉江上游安康段洪水灾害风险评价的结果,提出了相应的降低研究区洪水灾害风险的工程措施和非工程措施。论文首次将古洪水水文资料应用于洪水灾害风险评价中,提高了对汉江上游安康段极端洪水灾害风险评价的准确性,同时也为洪水灾害风险评价提供了新思路和新方法。研究结果对汉江上游安康段洪泛区加强灾害预警、科学制定和实施洪水灾害应急预案、最大限度地减轻洪水灾害损失、促进经济社会健康稳定可持续发展等方面具有重要的实用价值。
【图文】：

洪水灾害风险,概念模型,三角形,洪水灾害

从灾害学的角度分析，洪水灾害风险是由洪水灾害危险性、洪水灾害易损性逡逑（脆弱性和暴露性）以及灾情共同构成的。１９９７年，Ｃｒｉｃｈｔｏｎ等基于自然灾害逡逑风险的定义，提出了邋“洪水灾害风险三角形”概念模型（图１－４）；张继权等［６６：１逡逑在Ｃｒｉｃｈｔｏｎ的基础上，提出了一种新的洪水灾害风险概念模型（图１－５），指出构逡逑成洪水灾害风险的四要素分别为：洪水灾害的危险性、脆弱性、暴露性和防灾减逡逑灾能力。以上观点中，笔者更倾向于前者，因为决定洪水灾害风险高低的主要因逡逑素是洪水灾害的危险度和易损度，而防灾减灾能力是减轻洪水灾害风险的手段。逡逑危险性逦逦逦邋ｙ－—ｘ逡逑Ａ逡逑／逦＼逦Ｚ脆弱性Ｘ防灾减＆＼逡逑Ｌ逦ａ邋｛逦力、逡逑脆弱性逦暴露性逡逑图１－４洪水灾害风险三角形概念模型［６５］逦图１－５洪水灾害风险形成概念模型州逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ邋ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｆｌｏｏｄ邋ｒｉｓｋ逦Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｆｌｏｏｄ邋ｒｉｓｋ逡逑（３）洪水灾害风险评价逡逑通过以上对洪水灾害风险的理解，可知洪水灾害风险评价应包括洪水灾害危逡逑险性评价、易损性评价和综合风险评价。洪水灾害风险评价是指综合考虑构成洪逡逑６逡逑

水系图,地貌特征,河流径流量,支流

游的南岸支流，全长１２６ｋｍ，流域面积为９６４ｋｍ２，河道平均比降４．２％，自南向北逡逑流经平利县、汉滨区６镇，在汉滨区张滩镇奠安塔注入汉江。除一级支流以外，逡逑还有寇家沟、周家沟、张家沟、石岭沟、关庙沟、段家沟等山洪沟［４１］（图２－２），逡逑共同构成了研宄区的河流水系网。降水是该区河流径流量主要的补给形式，年内逡逑分配很不均匀，夏秋季暴雨频发，河流径流量增加显著，丰水期（７￣１０月）的河逡逑流径流量约占全年的６０％左右，再加上该河段的河槽泄洪能力不足，因此历史上逡逑洪涝及次生地质灾害频繁发生［３４］。逡逑１７逡逑
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV87

【参考文献】