小流域山洪災(zāi)害非工程措施建設(shè)方案范文

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摘要：以甘肅省天祝縣三岔溝、石門溝小流域實(shí)施的非工程措施建設(shè)項(xiàng)目為例，對比分析了兩套建設(shè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了在地廣人稀群眾居住分散的地區(qū)適宜推廣三岔溝小流域采用的“新型小流域山洪入戶預(yù)警系統(tǒng)”預(yù)警方式，在山大溝深居民居住較為集中的地區(qū)適宜推廣石門溝小流域采用的“預(yù)警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預(yù)警方式，為其他兄弟縣山洪災(zāi)害非工程措施防治項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：預(yù)警方式；山洪災(zāi)害非工程措施；小流域

甘肅省境內(nèi)地貌復(fù)雜多樣，山脈縱橫交錯，高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等地形地貌兼而有之，海拔相差懸殊，復(fù)雜的地形地貌是誘發(fā)山洪災(zāi)害的基礎(chǔ)條件，再加上青藏高原的地形作用，氣候多變，各區(qū)域的降水空間和時間分布十分不均勻，氣象災(zāi)害頻發(fā)，局部暴雨常引發(fā)山洪、滑坡、泥石流等災(zāi)害。長期以來，甘肅省防災(zāi)減災(zāi)任務(wù)十分艱巨繁重。近年來，甘肅省開展了較大規(guī)模的山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建設(shè)工作，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本文通過對甘肅省天祝縣項(xiàng)目建設(shè)情況進(jìn)行探討、總結(jié)小流域山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，為各地后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)提供參考。

1天祝縣概況及山洪災(zāi)害特點(diǎn)

天祝藏族自治縣（簡稱天祝縣）位于甘肅省中部，為甘肅省武威市下轄縣，全縣總面積7149.8km2，轄11鎮(zhèn)8鄉(xiāng)174個行政村20個居委會，有藏族、漢族、土家族、回族、蒙古族等28個民族，總?cè)丝?3萬人。境內(nèi)有石羊河流域金塔河、雜木河、黃羊河、古浪河、大靖河、西營河6條內(nèi)陸河，黃河流域大通河、金強(qiáng)河2條外流河（圖1）。天祝縣地處祁連山東端高海拔地區(qū)，是石羊河流域暴雨高發(fā)區(qū)，山洪災(zāi)害十分頻繁。山洪災(zāi)害不僅對當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施造成毀滅性破壞，而且對人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成極大的損害和威脅，已成為當(dāng)前防災(zāi)減災(zāi)中的突出問題，是天祝縣經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要制約因素之一。天祝縣山洪災(zāi)害有如下幾方面的特點(diǎn)：（1）季節(jié)性強(qiáng)，頻率高。山洪災(zāi)害主要集中在汛期，特別是主汛期，有80%以上的山洪都發(fā)生在6—8月。（2）區(qū)域性明顯，易發(fā)性強(qiáng)。位于暴雨中心區(qū)的山丘區(qū)，暴雨時極易形成具有沖擊力的地表徑流，導(dǎo)致山洪暴發(fā)，形成山洪災(zāi)害。（3）山洪來勢迅猛，成災(zāi)快。山丘區(qū)因山高坡陡，溪河密集，降雨迅速轉(zhuǎn)化為徑流，且匯流快、流速大，降雨后半小時內(nèi)即成災(zāi)受損，防治難度大。（4）破壞性強(qiáng)，危害嚴(yán)重。山洪災(zāi)害往往伴隨滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，往往造成公路中斷、耕地沖淹、房倒人亡的嚴(yán)重后果。另外，天祝縣地形復(fù)雜，溝壑縱橫，受地形條件限制，主河道多為長窄型，居民點(diǎn)分布于河岸、河道內(nèi)，甚至處于幾條支流的交匯處，加之防洪工程少、標(biāo)準(zhǔn)低，植被破壞嚴(yán)重，地表涵養(yǎng)水分能力減弱，客觀上加劇了災(zāi)害。

2山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目建設(shè)模式

2015年12月，國家防汛抗旱指揮部辦公室防汛辦函字〔2015〕52號文《關(guān)于印發(fā)2016年山洪災(zāi)害防治示范縣建設(shè)指導(dǎo)意見的函》，為規(guī)范并推進(jìn)2016年山洪災(zāi)害防治示范縣建設(shè)，甘肅省抗旱防汛指揮部辦公室根據(jù)前期山洪災(zāi)害頻繁嚴(yán)重且前期山洪災(zāi)害項(xiàng)目建設(shè)積極性高，技術(shù)力量較強(qiáng)、工作基礎(chǔ)較好的情況，推薦武威市天祝縣和天水市秦州區(qū)作為甘肅省山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建設(shè)的示范縣，利用示范縣建設(shè)起到帶頭和標(biāo)桿作用。

2.1示范區(qū)域范圍選取

2.1.1示范區(qū)域選取應(yīng)滿足的條件（1）山洪災(zāi)害頻繁嚴(yán)重或近期發(fā)生過較為嚴(yán)重的山洪災(zāi)害；（2）所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)積極性較高；（3）技術(shù)力量較強(qiáng)且工作基礎(chǔ)好；（4）運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)有保障。

2.1.2示范建設(shè)范圍除縣級監(jiān)測預(yù)警平臺、群測群防、運(yùn)行維護(hù)等內(nèi)容為全縣范圍外，根據(jù)資金規(guī)模等情況，應(yīng)至少重點(diǎn)選取2～3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）或2～3個小流域開展。選擇開展示范建設(shè)的小流域，面積一般為20～200km2，水文特性和地形地貌有典型性、代表性，且洪水發(fā)生頻次較高，人口分布相對密集。

2.2選取范圍

結(jié)合以上原則及天祝縣山洪災(zāi)害防治建設(shè)的實(shí)際情況，整個示范縣建設(shè)選取代表性強(qiáng)，曾經(jīng)發(fā)生過山洪災(zāi)害的2個小流域作為本次示范縣建設(shè)的重點(diǎn)。（1）三岔溝小流域：華藏寺鎮(zhèn)的南山村、陽山村及中莊村；（2）石門溝小流域：石門鎮(zhèn)馬營坡村、石門村及維芨灘村，石門森林公園、民族風(fēng)情度假村，流域分布見圖2。

2.3研究區(qū)域內(nèi)小流域情況

（1）三岔溝。是黃河流域莊浪河（金強(qiáng)河）的一級支流，隸屬天祝縣華藏寺鎮(zhèn)。地理位置東經(jīng)103ο09′，北緯37ο59′，高程2310～3054m之間，距縣城東南15km處。該流域面積102km2,植被覆蓋度19.4%。溝壑密度3.1km/km2。流域內(nèi)年降水量330mm，蒸發(fā)量1608mm，每年5—10月為暴雨頻發(fā)期。據(jù)調(diào)查，1983年6月6日至2015年6月共發(fā)生洪災(zāi)12次，洪水淹沒農(nóng)田1286畝，沖毀道路35.3km,橋涵38座，渠道12.8km，人飲管道8.3km，防洪堤15.6km，農(nóng)電線路78.2km，通信線路66.4km，林地164畝，死亡大牲畜536頭，小牲畜2070只，居民財(cái)產(chǎn)損失183萬元。洪災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失4046.9萬元。（2）石門溝。隸屬天祝縣石門鎮(zhèn)。地理位置東經(jīng)102°53′，北緯35°59′，高程2850～3786m之間，距縣城西北20km處。流域面積111km2，溝壑密度1.727km/km2，植被覆蓋度50.5%。流域內(nèi)年降水量340mm，蒸發(fā)量1536mm,每年5—10月為暴雨頻繁發(fā)生區(qū)。據(jù)調(diào)查，1984年8月3日至2015年6月7日共發(fā)生洪災(zāi)12次，洪水淹沒農(nóng)田720畝，沖毀道路20.1km，橋涵36座，渠道8.5km，防洪堤22.5km，農(nóng)電線路30.5km，通信線路54.5km，林地258畝，公園1處，死亡大牲畜664頭，小牲畜2072只，洪災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失5072.6萬元。

2.4建設(shè)內(nèi)容

（1）石門溝小流域采用“預(yù)警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預(yù)警方式，新建馬營坡村委會、石門鎮(zhèn)政府、維芨灘村委會、石門村委會、石門水庫、峽門水庫6個入戶型簡易雨量報(bào)警站以及維芨灘、峽門、旅游景點(diǎn)3個入戶型簡易水位報(bào)警站。上述簡易雨量報(bào)警站和簡易水位報(bào)警站分別與馬營坡、河灣、車路溝、維芨灘和峽門預(yù)警廣播站及石門鎮(zhèn)政府預(yù)警顯示屏無線連接（圖3）。（2）三岔溝小流域采用“新型小流域山洪入戶預(yù)警系統(tǒng)”預(yù)警方式，新建中莊、陽山2個入戶型簡易雨量報(bào)警站，南山、中莊2個入戶型簡易水位報(bào)警站，分別通過3套無線中繼站，與150個家庭版入戶報(bào)警器、4個專業(yè)版入戶報(bào)警器、4套室內(nèi)呼叫器、4套室外呼叫器及中莊、水務(wù)局預(yù)警顯示屏無線連接（圖4）。

3山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)方案對比分析

3.1預(yù)警方式對比

石門溝小流域采用“預(yù)警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預(yù)警方式，預(yù)警及時、可利用現(xiàn)有無線預(yù)警廣播站且設(shè)備故障率低，遇有強(qiáng)降雨天氣過程可通過簡易雨量站、簡易水位站實(shí)時監(jiān)測水雨情，超臨界量值后簡易雨量站、簡易水位站第一時間自動發(fā)送預(yù)警信息至預(yù)警廣播站、預(yù)警顯示屏和相關(guān)防汛責(zé)任人，由廣播站、顯示屏和各責(zé)任人同時預(yù)警信息至農(nóng)戶。三岔溝小流域采用“新型小流域山洪入戶預(yù)警系統(tǒng)”預(yù)警方式，系統(tǒng)緊密結(jié)合山洪災(zāi)害調(diào)查評價成果，結(jié)合小流域山洪突發(fā)特點(diǎn)研發(fā)新型山洪監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)由入戶型簡易雨量站、入戶型簡易水位站、入戶報(bào)警器、預(yù)警信息屏、防汛呼叫器、無線中繼站組成（圖5）。該系統(tǒng)預(yù)警范圍廣，可通過聲、光、語音、數(shù)據(jù)和顯示屏的形式，第一時間預(yù)警到戶到人，適用于山洪災(zāi)害威脅區(qū)農(nóng)戶，尤其對“空巢”家庭、孤寡老人及部分視聽殘疾農(nóng)戶，能在夜間人們熟睡期間有效預(yù)警防御山洪，同時通過呼叫器可二次預(yù)警到農(nóng)戶及室外。

3.2預(yù)警能力對比

石門溝小流域預(yù)警方式主要通過預(yù)警廣播、預(yù)警顯示屏和手機(jī)短信，預(yù)警范圍小不能直接預(yù)警到戶。三岔溝小流域預(yù)警方式主要通過家庭版入戶報(bào)警器、專業(yè)版入戶報(bào)警器和預(yù)警顯示屏預(yù)警，同時室內(nèi)呼叫器、室內(nèi)呼叫器可二次預(yù)警，預(yù)警范圍廣，可直接預(yù)警到戶到人。綜合兩種預(yù)警方式特點(diǎn)的對比分析，在地廣人稀群眾居住分散的地區(qū)適宜推廣三岔溝小流域采用的“新型小流域山洪入戶預(yù)警系統(tǒng)”預(yù)警方式，在山大溝深居民居住較為集中的地區(qū)適宜推廣石門溝小流域采用的“預(yù)警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預(yù)警方式。3.3建設(shè)及運(yùn)行成本對比石門溝小流域預(yù)警方式建設(shè)成本10.91萬元，運(yùn)行成本1080元；三岔溝小流域預(yù)警方式建設(shè)成本48.96萬元，運(yùn)行成本1200元。(成本數(shù)據(jù)參考“2018天祝示范縣情況匯報(bào)”)從建設(shè)運(yùn)行維護(hù)成本方面對比：石門溝小流域預(yù)警方式建設(shè)成本較低，能利用前期已建設(shè)的預(yù)警廣播，且運(yùn)行成本也相對較低；三岔溝小流域采用監(jiān)測預(yù)警新技術(shù)、新設(shè)備，前期建設(shè)費(fèi)用較高，且運(yùn)行成本較高。3.4設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和故障率對比石門溝小流域主體通過SIM卡運(yùn)營商傳輸數(shù)據(jù)，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)且故障率較低，但通信信號中斷后整個系統(tǒng)將無法使用；三岔溝小流域采用新技術(shù)、新設(shè)備，主要通過無線中繼站傳輸數(shù)據(jù)，運(yùn)行穩(wěn)定性一般且故障率較高，但只要確保中繼站正常運(yùn)行，在通信信號中斷時系統(tǒng)仍能預(yù)警。3.5兩種預(yù)警方式的優(yōu)缺點(diǎn)石門溝小流域采用的“預(yù)警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預(yù)警方式：優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)運(yùn)行成本較低，可利用已建成的無線預(yù)警廣播站，通過SIM卡運(yùn)營商傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定和設(shè)備故障率低。缺點(diǎn)是預(yù)警范圍較小，只能向附近1km范圍的預(yù)警廣播等設(shè)備預(yù)警信息，另外在SIM卡通信信號中斷后系統(tǒng)不能再預(yù)警。特點(diǎn)是與以往安裝的簡易雨量站和無線廣播站比較，不再單一的采用人工預(yù)警，而是直接由簡易雨量站向預(yù)警廣播、預(yù)警顯示屏和相關(guān)責(zé)任人發(fā)送預(yù)警，預(yù)警更及時更快捷。三岔溝小流域采用的“新型小流域山洪入戶預(yù)警系統(tǒng)”預(yù)警方式：優(yōu)點(diǎn)是預(yù)警范圍廣、方式多，通過呼叫器可二次預(yù)警，利用無線中繼站傳輸數(shù)據(jù)在通信信號中斷后仍可預(yù)警信息。缺點(diǎn)是建設(shè)運(yùn)行成本較高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性一般且故障率較高，新型電子設(shè)備使用壽命短。特點(diǎn)是以往安裝的設(shè)備比較，預(yù)警信息第一時間直接到戶到人，有效解決了預(yù)警最后“一公里”的問題。

4效益分析

（1）示范效益。作為示范縣，應(yīng)起到帶頭作用以及標(biāo)桿作用，建成后為其他兄弟縣山洪災(zāi)害非工程措施防治項(xiàng)目建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)，建立標(biāo)準(zhǔn)，探索可行之處。（2）社會效益。項(xiàng)目實(shí)施后，將進(jìn)一步提高天祝縣山洪災(zāi)害防御精細(xì)化管理水平，全面提高山洪災(zāi)害防御能力和山丘區(qū)基層防洪指揮決策水平，受山洪災(zāi)害威脅的人民群眾生命財(cái)產(chǎn)將得到更加有效的保護(hù)，有利于維護(hù)天祝縣社會穩(wěn)定，促進(jìn)社會發(fā)展。（3）經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目實(shí)施后，將提高縣及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局，有效規(guī)避山洪災(zāi)害風(fēng)險；山洪災(zāi)害防治監(jiān)測預(yù)警能力明顯提高，為山洪災(zāi)害發(fā)生時的重要資產(chǎn)轉(zhuǎn)移爭取寶貴時間，集中居民點(diǎn)等所在的重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的防洪能力明顯增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5結(jié)論及建議

綜合兩種預(yù)警方式特點(diǎn)的對比，天祝縣建設(shè)的兩種小流域預(yù)警方式在預(yù)警方面較以往安裝的站點(diǎn)更迅捷、更廣泛、更全面，在今后的項(xiàng)目建設(shè)中各地主要采用哪種預(yù)警方式，需要因地制宜，因各有優(yōu)劣，由各地結(jié)合自身實(shí)際分析確定。根據(jù)其各自的適用特點(diǎn)擇優(yōu)選取建設(shè)，建設(shè)后將有效解決預(yù)警最后“一公里”的問題。2018年5月，該縣“山洪災(zāi)害防治預(yù)警系統(tǒng)研究與應(yīng)用”課題，在甘肅省水利廳組織的水利科技項(xiàng)目成果評審中，榮獲水利科技進(jìn)步一等獎，為今后山洪災(zāi)害防御提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。兩種山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警新技術(shù)、新設(shè)備，自建成以來，在2017年和2018年汛期試運(yùn)行期間，共預(yù)警174次，預(yù)警信息1620條，啟動預(yù)警廣播165次，有效防御山洪災(zāi)害，避免了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)損失。

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作者：彭倩 單位：甘肅省水土保持科學(xué)研究所