2.2.2 洪水调查
2.2.2.1 洪水调查工作准备
洪水调查包括考察洪水痕迹、河道纵横断面、河道基本地形、河床组成、滩地植被及冲淤变化情况等信息,收集洪水历时、涨落变化、洪水来源、成因及组成情况、相应的流域降水资料与文献及影像等有关资料,推算一次洪水发生的时间、洪水的总量、洪峰流量、洪水过程以及洪水重现期的全部技术工作。
适于进行洪水调查的情况如下:
(1)水文站有记录以来排位前三的历史洪水。
(2)重现期超过50年一遇的洪水。
(3)漏测实测系列的最大洪水。
(4)造成重大人员伤亡、财产损失的洪水。
(5)造成河堤决口、分洪、严重滞洪的洪水。
(6)其他根据研究和业务需要调查的洪水。
对于洪水过程中发生水库溃坝等工程险情的情况,还需要专门进行溃坝洪水调查。
洪水调查之前,需要充分做好准备工作,收集流域水系图、水文站网图、调查河段地形图、河道纵横断面资料、水准点位置、高程及其变动情况等资料;掌握流域的面积、地形、土壤、植物覆盖及历史上的变化情况等自然地理特征;查阅有关河段查勘报告、水文调查报告、历史水灾报告、历史文献和地方志等资料;分析流域内实测及调查暴雨资料;整理邻近有关水文站历年最高洪水位、最大洪峰流量以及其出现时间,洪水水面比降、糙率,历年大断面及水位流量关系曲线等资料;最后,有条件的情况下还需要调查河段历年行洪条件、水流变化情况,河道的疏浚、裁弯、筑堤、开渠、漫滩、分流、死水,河段上游建桥、建坝、引水、决口等情况。
2.2.2.2 河段洪水调查
前期准备工作完成之后,依据需要选择适当的河段开始洪水调查的实地工作。河段的选择首先要满足调查目的和要求,尽可能选择形态较顺直、断面较规整、河床较稳定、控制条件较好,无壅水、回水、分流小沟、较大支流汇入的河段。条件允许的情况下,尽可能避免有筑坝、桥梁、滑坡、塌岸,避免河床地形复杂,行洪水流有急剧扩散、从缓流到急流、从急流到缓流的现象。考虑到小流域山洪灾害防治以人为主的防治理念,宜选择靠近水文站、水位站和居民点的河段进行洪水调查。
洪水痕迹(简称洪痕)的调查和测量是洪水调查的关键步骤。洪痕需要在资料、被调查人的帮助下查找确定。洪痕应明显、固定、可靠和具有代表性,在被调查人指认后现场核实确定,洪痕确定后做临时标记,重要洪痕宜埋设永久标志物。洪痕的数量应合理选择,采用比降面积法推算时,洪痕不应少于2个;采用水面曲线法推算时,洪痕不应少于3个。在调查河段不可避免地遇有弯道时,河流两岸均应有足够数量的洪痕,以满足后期计算的需求。
洪水调查中的测量工作应按《水文测量规范》(SL 58—2014)的规定进行,并满足下列要求:
(1)洪痕高程按四等水准测量。
(2)被采用的洪痕所在断面,均应施测大断面。
(3)测量调查河段简易地形,并标明各洪痕位置。
(4)绘制河底中中泓纵剖面图,并标明洪痕水面线和测时水面线。
洪水调查时,应对明显的洪痕,记水碑文、壁字,记载洪水情况的历史文献、文物资料、河床及滩地植物覆盖情况、河道平面、地形情况进行摄影记录。
2.2.2.3 固定点洪水调查
固定点处的基本设施布设应符合下列规定:
(1)设立洪水水尺断面,用比降面积法推流时应设立上下比降水尺断面,并设立中高水位水尺或固定标志桩(杆),断面两岸应设立标志桩,或利用基岩、固定物予以标明。
(2)根据洪水调查方案,可设立自记水位计、洪峰水尺或标志等。
(3)设立较牢固的水准点,可在基岩、墙脚上刻画标记,水准点位置应设在最高洪水位0.5m以上。
水尺或标志的零点高程应在每年汛前校测一次。发现零点高程有变动时,应及时校测,校测有困难时,可将水尺或标志重新埋设牢固,或另埋设标志,等汛后补测。可按四等水准校测。
水位观测可按下列规定进行:
(1)每次较大洪水的最高水位均应进行观测,并记录相应时间。
(2)设置比降水尺断面时,应观测峰顶附近的水面比降。
(3)设置水位标志桩(杆)的固定调查点,每次涨水的最高水位应记下刻度和相应时间,以便日后测量其高程。
(4)未设立水尺或标志桩(杆)的固定调查点,应将当年最高洪痕刻在牢固的基岩和建筑物上,并至少有上、中、下断面3个洪痕。
(5)设置洪峰水尺的断面,每次较大洪水后应现场记录洪峰水位。
洪水水尺断面和比降断面每年汛前均应进行大断面测量,测量次数应参照SL 58的要求。
洪峰流量可采用比降面积法估算。条件允许时,可采用中泓浮标法、非接触式电波流速仪法等实测。
洪水总量的估算可以使用实测流量直接计算洪量或者根据峰量关系估算,当没有实测资料的时候,可以借用临近相似河流资料,用水文比拟法估算或根据降水量和水情综合判断洪水类型,从而估算洪水总量。
2.2.2.4 溃坝、决口洪水调查
水库溃坝洪水调查应包括下列内容:
(1)溃坝前库内水情调查,包括水位涨落变化过程、溃前最高水位和相应蓄水量、入库流量等。
(2)溃坝过程调查,包括溃坝发生时间、相应的库水位和蓄水量、泄水设施运用情况、溃坝断面的变化、库水位下降过程及库容泄空时间等。
(3)决口断面的测量和调查,包括溃坝后下游洪峰沿程变化、洪水走向、积水深度、淹没范围及沿程决口情况、对下游造成的损失和溃坝原因等。
河堤决口洪水调查应包括下列内容:
(1)决口的数量和位置。
(2)决口的原因(漫溃、漏馈、浸溃),口门扩展过程,前后水情变化和决口断面冲刷变化情况。
(3)决口发生时间和相应河道水位、流量。
(4)决口处通过的最大流量、最大洪量估算。
(5)决口断面的测量、断面图绘制、堤内外地面高程、决口水量的去向。
(6)决口造成的损失。
溃坝洪水的洪量可利用库容曲线,根据溃坝前水位和溃坝后水位查相应库容差,加溃坝期上游来水量进行计算。无库容曲线时,可用地形法、断面法等测算库容曲线后估算。
决口洪水的洪量可通过调查淹没面积和水深进行估算。
2.2.2.5 成果记录和分析
洪水调查结果应该妥善记录,便于后续查找和分析,对洪痕和河段洪水情况调查可参考表2-2和表2-3整理记录。
选择确定需调查河段后,根据收集到的历史文献、文物,访问当地居民,对照干支流、上下游和邻近河流的洪水发生日期,综合确定历史洪水发生的时间。
表2-2 ××河洪痕及洪水情况调查表
表2-3 ××河洪水调查成果表