山洪灾害预警指标确定存在问题与建议

山洪灾害预警指标确定存在问题与建议

张婧

云南省丽江市永胜县防汛抗旱指挥部办公室云南丽江674200

摘要：本文结合山洪地质灾害的特征，在国内外山洪灾害预警指标确定方法的基础上，以云南省为例，提出山洪灾害预警指标确定存在问题与建议。

关键词：山洪灾害；预警指标；建议

前言：山洪灾害预警指标主要包括临界水位和临界雨量两种指标，前者是以某一特征水位作为控制指标，较易确定；后者考虑流域或区域内的降雨分布及雨强情况。针对山洪灾害预警指标的研究，国内外学者已开展了大量的工作，下面笔者将对此命题展开分析。

1山洪地质灾害的特征

一是山洪地质灾害的成因。山洪地质灾害是由降水引发的山洪、地面塌陷、滑坡等对人民生命财产造成损失的灾害。它的形成与发展主要受地形地质、大气降水、人类经济社会活动等的影响。

二是地形地质影响。云南某城地处盆地边缘，属丘陵、U型河谷地貌。区内广泛分布的红层中、浅丘地区的坡度在20°左右的土质斜坡，前缘产生临空面，在暴雨的作用下容易引发崩塌、滑坡等灾害。

三是大气降水影响。云南某城地属亚热带季风气候区，夏季受南方暖湿季风活动影响常发生暴雨。暴雨具有雨强大、历时短、降水集中的暴雨特点。大气降水对地质灾害的影响主要是对滑坡、崩塌和不稳定斜坡的影响。大气降水引发的洪灾也是该地区的主要自然灾害。

四是人类经济活动影响。由于当地人们的防灾减灾意识不强，大面积的开矿、采石、筑路、等活动会影响山体稳定，再加上开发建设造成大量的水土流失，也是造成灾害的主要原因。

2国内外预警指标确定方法

确定山洪灾害预警指标是山洪灾害预警的前提条件。美国山洪预警指标的确定是基于山洪预警指导系统（FFGS），根据实时土壤含水量，运用水文模型计算临界流量的时段雨量作为预警指标；欧洲的山洪预警指标为基于气象的雨量预警指标（EPIC），即运用欧洲洪水预警系统（EFAS）统计分析近30a不同时段数值天气预报的降雨数据，根据降雨的重现期设定预警指标，一般设定2a一遇降雨量为中级预警指标值，5a一遇降雨量为高级预警指标值，20a一遇降雨量为最高级预警指标值；日本运用以降雨量为指标的地质灾害警戒系统对山洪进行预警，把短期雨量指标（雨强）作为纵坐标，长期雨量指标（土壤雨量指数）作为横坐标，以历史山洪灾害为基础，绘制地质灾害预警临界线（蛇形曲线），并以此线作为判断地质灾害是否发生的依据。我国台湾的预警指标与日本预警指标的设定类似，分别以短期、长期雨量指标作为纵、横轴，采用降雨驱动指标划定山洪灾害预警临界值。我国大陆在2013年以前山洪灾害预警指标的确定以经验法为主。自2013年开始全国范围的山洪灾害调查以来，中国水利水电科学研究院编制《全国山洪灾害分析评价指南》，在全国推行设计暴雨洪水反推法计算预警指标，运用成灾水位反推成灾流量，设定不同的土壤含水量条件（较干、一般、较湿三种情况），运用推理公式法或水文模型法反推时段雨量，作为预警指标。对比国内外几种预警指标发现，我国与美国预警指标确定方法都是基于流域的产汇流机制，设定时段雨量为预警指标，在一定程度上反映了流域的物理特性。欧洲的预警指标确定方法都是基于历史灾害资料的统计分析，只根据数值天气预报降雨信息确定预警指标，下垫面条件及土壤含水量状况等均未考虑。美国、日本、我国台湾及我国现行水位流量反推法都考虑或部分考虑了土壤含水量对预警指标的影响，美国考虑随时间变化的土壤含水量对预警指标的影响，称为动态预警指标；我国台湾把前期土壤含水量与场次累计雨量并称为有效累计雨量，用来确定预警指标。研究发现考虑前期雨量、雨强、有效累计雨量等降雨要素，能够较为准确地反映引发山洪的降雨条件，提高预警指标的精准度。

3山洪灾害预警指标确定存在的问题

一是云南省与全国其他省市一样，在进行山洪灾害预警指标的计算时，均采用了水利工程设计时的设计洪水计算方法和暴雨洪水相关关系。由于工程设计的思路偏于安全，预警值的临界雨量值偏小。利用计算分析的指标进行预警，常会给山区人民一种“狼来了”的感觉，没有真正起到山洪灾害准确预警的效果，为此全国各省市都在提出并开始研究山洪灾害精准预警问题。

二是云南省现行的设计洪水计算中设计雨型的确定是基于对工程偏不利的雨型过程，其主雨位在后，同样的设计暴雨，其设计洪峰流量偏大，反之当临界流量一定时，反推的暴雨量就偏小，造成雨量预警指标偏低。

三是云南省目前洪水分析计算中所采用的暴雨径流关系是1992年提出的成果，其资料系列采用建国后至1979年至今流域面积在200～1000km2之间的较大流域，绘制暴雨径流关系线时，其目标是在合理的基础上使成果偏于安全，在关系线定线的走向上，基本上沿暴雨洪水点子的外包线，其成果必然偏大。

四是云南省目前洪水分析计算中所采用的暴雨径流关系省设计洪水的汇流计算多采用推理公式法和瞬时单位线法，两者均是在径流形成的物理概念基础上，对某些条件做出假设和概化后建立的一种比较简单的数学模型，其可靠程度取决于汇流参数的选取是否符合客观实际。目前所采用的的汇流参数也是利用较大的流域且建国初期实测资料综合的成果，现在用于较小的流域面积（多数在50km2以内）山洪灾害的预警预报，肯定存在一定的误差。

五是流域土壤含水量（前期影响雨量）对流域产流有着重要的影响，也是雨量预警的重要基础信息。现行的设计洪水计算是将前期影响雨量按最大考虑，而用于实际情况下的山洪灾害预警工作，显然缺乏合理性。

4解决问题的对策与建议

一是为了提高山洪灾害预警的准确性、时效性，开展山区中小流域产汇流的研究，寻找山区中小流域降雨径流的变化规律，特别是改革开放多年来，流域下垫面发生变化情况下产流研究，提出一套适合云南省山洪灾害防治工作的预警指标的确定方法、参数及阈值，不再借用工程设计的理念和有关参数。使山洪灾害的预警预报更加准确、及时，更好地服务于山区人民。

二是重新研究暴雨雨型。根据云南省山丘区历年实测的历次暴雨分配过程，按照统计学原理，研究不同区域最大1h暴雨和最大6h（小流域汇流历时多在6h以内）暴雨出现频次最多的位置，同理确定其他不同时段暴雨位置，最终提出适合的山洪灾害预警指标分析的出现频次最多的雨型。

三是关于暴雨径流关系。应将云南省的水文系列延长近40年至今，针对全省的小流域及特小流域绘制不同类型区域的暴雨径流关系，研究分析每个区域只降雨不产流的面平均雨量最大值、最小值和平均值，按照统计学的方法找出暴雨径流的起点，而后通过点群中心定线确定适合山洪灾害预警工作的暴雨径流关系。

四是关于汇流参数。只有用小流域分析的汇流参数才能更好符合小流域汇流的客观实际。云南省现有154个基本水文站，1025个降水观测站，随着社会发展和科学进步，这些水文站的观测仪器和手段有了较大的提高，其资料的精度和代表性较高，应抓住这些小河站的雨洪观测资料，研究小流域汇流规律及汇流参数，为正确确定山洪灾害预警指标提供依据。

结语：综上所述，山洪灾害是个老问题，但是事关人民的生命财产安全，必须予以重视，文章根据工作实践中得出的经验，提出山洪地质灾害的特征及国内外预警指标确定方法、现存的问题，解决问题的建议，希望能对读者在山洪灾害预警指标工作中有所启发。

参考文献：

[1]王江婷，杨同春，李伟，等.基于降雨洪峰关系曲线的沿河村落预警指标确定[J].水文.2017.（2）.

[2]王庆花，张宏伟.山洪灾害预警指标分析[J].东北水利水电.2017.（5）.