摘要:山洪是指山区溪沟中发生的暴涨洪水。山洪具有突发性的特征,水量集中且流速很大、冲刷破坏力极强,水流中挟带着泥沙甚至石块等,经常造成局部性洪灾。山洪一般分为暴雨山洪、融雪山洪、冰川山洪等几种类型。山洪的破坏力很大,一旦发生,就会使人民财产遭受极大的损失,所以掌握山洪的特征及发展趋势,对其做出有效的防范至关重要。本文通过采用一元线性回归和分析统计的方法对辽宁省降雨的趋势变化和时空分布进行研究,结合辽宁省山洪沟的分布和暴雨发生次数,对辽宁省山洪分布特征及其趋势研究。研究表明,东部地区山洪分布较多,尤其是东南地区。西部地区由于降水很少所以山洪分布较少。南部山区因为降水较多,加上区内有数量较多的山洪沟,所以时常有山洪发生。由于辽宁全省的降水量近年总体呈下降趋势,所以辽宁省山洪的发展趋势是逐渐减少的。
关键词:山洪;降雨量;变化趋势;时空分布;山洪沟
1 绪论
山洪在地质破碎、山高坡陡、地面松散物较多的地区往往诱发泥沙流、水石流、滑坡等破坏力较强的自然灾害,危害更大,同样造成人员伤亡、房屋毁坏、田地淤没、道路桥梁毁坏等,对下游人民的生命造成巨大的危害。其中山洪的成因有以下几个方面:①暴雨天气系统比较复杂,有利于灾害发生。②辽宁省特殊的地形地貌条件,较容易形成强降雨,导致山洪灾害的发生。③山区防洪工程数量少,标准偏低,设施老化。④山丘区居民居住环境较差,抗御山洪灾害的能力明显不足。灾害的特点是:①突发性强,预防难度很大。②成灾快,破坏性强。山区地形破碎且坡度很陡[1],沟道纵横,沟口间距离较小,径流的汇流时间短,容易在短时间内形成洪峰。③频率高,季节性强。历史灾害资料表明,山洪灾害主要发生在 4-9 月,但其它时间也会在暴雨的作用下发生山洪灾害。
辽宁省在我国属于山洪地质灾害相对较发育省份,从建国以来到现在,发生一定规模的泥石流 576处,一定规模的滑坡 70处,直接损失上亿元。所以对辽宁省山洪分布特征及其趋势进行研究,对于进一步理解地区生存和生产条件,制订区域生态环境保护、资源开发与利用规划具有十分重要的现实意义。
2 数据及方法介绍
本文所采用的资料为全国753个气象站点数据中辽宁省27个站点逐日降雨资料,经过了非常严格的质量检验。仪器变化、台站变迁、观测方法改变等造成的气候资料非均一性虽还没有经过校正,但对于资料缺测情况,本文做如下规定:月内逐日资料缺测多达5日时,该月资料定为缺测;1年中有1个月缺测时,该年年值为缺测;资料时间序列为1963~2012年,时间长度为50年。
本文使用一元线性回归方程描述辽宁省降雨序列的变化趋势。方程如下:
式中:y为气候要素值;x为气候要素对应的时间;a和b分别为回归系数和回归常数,a也称为气候倾向率,a>0表示气候要素随时间t升高(增大),a<0表示气候要素随时间降低(减少),a的大小表示气候要素随时间的变化速率,为了方便一般用a×10来表示气候要素每十年的变化率。并采用统计分析法[2]对辽宁省暴雨灾害特征进行描述。从辽宁省气象信息中心获得1951—2012 年辽宁省 55 个国家级气象站日降水量 >50 mm、>100 mm 和 >150 mm 的暴雨日数资料。1951—2012 年辽宁省 14 个地区的暴雨资料的来源是辽宁省气象台气象灾情数据库。然后采用统计分析法计算 1951—2012 年辽宁省 55个气象站各站暴雨总日数和年平均暴雨日数;统计辽宁省各站点由于暴雨造成灾害的次数还有各站发生暴雨灾害的频率;采用分区域、暴雨的过程以及灾害种类调查统计辽宁省暴雨历史灾情。
3 分析过程及结果
由线性趋势分析可以得到,最近50年来,辽宁省的年降雨量以-63.67mm/10a的速率增长,增长率是负值,可以说明降雨量呈减少的趋势,并且趋势很明显。其中,1985-1999年减少趋势是最明显的,但是2006-2012年降雨量呈现增加趋势。
1951-2012年的辽宁全省年平均暴雨日数是从东南向西北、从沿海到内陆逐渐减少变化的,而且各监测站年平均暴雨日数是一至五天,丹东、本溪南部和大连北部地区是暴雨日数最多的三个地区,其中尤以丹东站和宽甸站最多[3],年平均暴雨日数达到了5天;然而阜新、朝阳、沈阳北部铁岭北部和抚顺东南部地区暴雨日数最少,年平均暴雨天数仅为1天。辽宁省内各个站点暴雨灾害发生频率最高的地区是朝阳,灾害发生频率一般在30%以上,其中,朝阳喀左县暴雨灾害发生频率最高,并占该地区暴雨总次数的73%。
4 山洪沟分布与特点
辽宁总的地势是北高南低,山地丘陵分列于东西两侧,广阔的江河平原居于腹部[4]。辽宁省是山洪灾害的多发省份,尤其是在东部、南部山区,山洪沟分布是比较多的。经过对全省山洪灾害的调查,并分析调查所获资料后统计,辽宁全省已发生山洪灾害的沟道有 574条。有发生山洪灾害的条件、但还没有发生山洪灾害的沟道即 “潜在山洪沟” 115条,合计 689条。辽宁省境内的 689条山洪沟主要分布在抚顺、鞍山、大连、本溪、辽阳、营口、丹东、葫芦岛、朝阳和铁岭 10个市的 24个县(市、区),锦州、阜新等市以及前述所说的 10个市的其他县(市、区)也有零星的分布,只是规模相对较小。每条山洪沟冲出的松散碎屑物质体积不超过5000 m3,本次调查没有统计。辽宁省符合本次山地灾害规划技术大纲定义的小流域共有670条,其中 153条小流域有山洪沟的存在(含 “潜在山洪沟 ”)。
山丘区小流域面积较小,河道的调蓄能力比较差,坡降陡,而洪水的持续时间很短,涨幅较大,洪峰高,辽宁省的山洪灾害主要发生在小流域,尤其是溪河(沟谷)洪水灾害发生频繁,而且分布十分广泛[5]。溪河洪水灾害常常是由局部短历时强降水或者地形雨导致,由于降雨强度大,加上特殊的地貌、地质等下垫面条件,汇流急,产流快,因此导致溪河(沟谷)洪水来势较凶,非常容易突发成灾。从降雨到山洪形成仅需要几个小时,有时甚至三十分钟就可以形成灾害,让人猝不及防[6]。
5 主要结论
(1)辽宁省山洪分布特征是由山地丘陵主要分布区域决定,由于山地丘陵主要在东部和西部,所以东西部地区都有可能发生山洪。其中东部地区山洪灾害分布较多,尤其是东南地区,因为这里不仅有丰沛的降水量且是暴雨多发地带,并且有大量山洪沟分布。西部地区分布的相对较少,西北地区由于降水量很少,所以很少发生山洪灾害。南部山区因为降水也相对较多,加上区内有数量较多的山洪沟,所以时常有山洪灾害发生。
(2)由于辽宁全省的降水量近年总体呈下降趋势,而发生山洪又极大的依赖于降水量的多少,降水是发生山洪最基本的前提,所以由此推断辽宁省山洪灾害的发展趋势是逐渐减少的。
参考文献:
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[5]蔡大为.辽宁省降雨侵蚀力空间分布特征分析[J].东北水利水电,2015,08:52+58.
[6]杨森,周晓珊,高杰.辽宁省夏季降水的日变化特征[J].气象,2011,08:943-949.
论文作者:秦浦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/18
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