大连市长海县洪涝灾害预警体系研究

林巧

（辽宁省大连水文局，辽宁 大连 116000）

1 概述

1.1 基本情况

大连市长海县地处辽东半岛黄海北部海域，是中国唯一海岛边境县，由195个海岛组成，属海蚀地貌和海积地貌特征。全县海域面积10 324 km2，陆域面积142 km2，潮间带面积25 km2。长海县位于中纬度地带，气候温和，昼夜温差较小，年平均气温10.5 ℃；多年平均降雨608 mm，多集中在7—9月。

长海县辖大长山岛、小长山岛、广鹿岛、獐子岛、海洋岛等5个镇，包括23个行政村、7个社区。全县户籍总户数25 534户，人口71 445人。2022年，长海县农林牧渔业完成现价总产值113.01亿元。其中，农业产值0.30 亿元、林业产值0.01 亿元、牧业产值0.10亿元、渔业产值104.00亿元、服务业产值8.60亿元。长海县的水利基础设施比较完备，县镇自来水管道长度为204 km，日供水能力约达6 万t；交通路线四通八达，海运运输港湾众多，水道纵横。

1.2 研究内容

此次研究以行政村为单元，重点查清长海县易受外洪影响和低洼易涝威胁的村落分布情况。在此基础上，深入分析洪涝灾害区历史洪涝灾害情况和暴雨洪水特征，计算预警指标值，获得洪涝灾害评价成果，并结合县域岛屿区域的洪涝灾害现状及抗洪人员物资能力，将研究成果应用到长海县水旱灾害预报预警平台建设，为长海县洪涝灾害预警、预案编制、临时安置、防灾意识普及和群测群防等工作提供基础信息，为及时准确发布预警信息、安全转移人员提供技术支撑[1]。

1.3 技术路线

此次研究主要是分析长海县洪涝灾害防治区暴雨特性、流域（区域）特征，研究历史洪涝灾害情况，分析流域（区域）洪涝规律，综合分析评价受影响区域的沿河（渠）村落防洪涝现状，评价洪涝灾害风险等级，划定洪涝灾害危险区，确定雨量或水位预警指标，得出结论并提出建议。

针对岛屿内易受外洪影响、低洼易涝等乡村，在调查的基础上确定出洪涝灾害防治区。深入分析该区暴雨洪水特性，充分考虑当地防御洪涝灾害的设施标准和抗击洪水的综合能力，科学划定洪涝灾害危险区，从雨量、水位两个方面确定告知和警戒二级预警指标[2]，技术路线见图1。

图1 长海县洪涝灾害预警体系研究技术路线图

2 暴雨洪水

2.1 设计暴雨计算

长海县大长山岛与小长山岛相连，区域面积40.53 km2。因为面积较小，可认为点雨量统计参数与区域一致[3]。大长山岛建有长山雨量站，属国家基本雨量站，实测资料从1977 年开始收集，系列较长，代表性较好，采用区域中心站长山雨量站的设计点雨量，按SL 44—93《水利水电工程设计洪水计算规范》中要求进行设计暴雨计算。

长海县广鹿岛区域面积37.71 km，区域面积小且没有常年观测站，设计暴雨无法直接计算，可采用《辽宁无资料地区河流设计暴雨洪水计算方法》[3]进行设计暴雨计算。成果见表1。

表1 长海县设计暴雨成果表

2.2 设计洪水计算

根据现行区域设计洪水计算规范，典型频率设计洪水计算采用《辽宁省无资料地区河流设计暴雨洪水计算方法》中的推理公式法，同时按照假定设计暴雨与设计洪水同频率进行计算。根据设计洪水计算成果，以县为单位，村落控制断面为单元，填制设计洪水成果表，成果见表2。

表2 长海县小流域（区域）设计洪水成果表

3 预警指标

3.1 预警指标合理性分析

预警指标是判断风险预警的指标体系。此次研究对长海县采用区域历史洪涝调查、防汛预案及比对分析等方法，进行预警指标的合理性分析。通过踏勘走访长海县23 个行政村，进行洪涝灾害调查分析及水利工程资料的收集整理，综合考虑最大、最不利影响雨量预警指标的因素，根据科学性、全面性、客观性和可操作性等原则，综合确定1，3，6，24 h 等4 个时段的告知、警戒二级预警指标。

由于通过低洼易涝岛屿乡村最大淹没水位、流量的水灾推算降雨得出的长海县告知和警戒二级预警指标，可能存在预警指标过大的问题，所以在确定二级预警指标时还要考虑岛屿内实时的河库底水情况，在数值上对临界雨量进行折减处理后再确定为相关的预警指标。同时，为避免成果与成灾水位及相应的暴雨洪水频率差异过大，造成系统误差，对告知和警戒二级预警指标还进行了暴雨洪水复核，其校核结果符合当地实际情况。

3.2 预警指标的确定

洪水告知预警是在洪水可能到来之前做出的预警信号，洪水警戒预警是按照量级可能造成危害程度做出的预警信号，二者均可通过低洼易涝村落最大淹没水深向下降低水位级对应的流量，在洪水过程线上进行反推雨量获得。

根据已调查的资料，长海县较为低洼的区域发生洪水的降雨频率一般在2%～5%之间，其它区域一般在2%～1%之间。频率相对较低，与临界雨量计算成果相符合。研究对比发现，大连市长海县和大连市金普新区在区域大小、地形地貌、土壤类型、产流条件、抗洪能力等方面比较接近，因而预警指标通过与2019 年大连市金普新区洪水灾害相对比来确定，结果较为合理。

结合区域降雨特性及洪涝灾害实际分析，长海县告知预警指标区域：频率为10%的雨量设计值≥临界雨量＞频率为5%的雨量设计值；警戒预警指标区域：临界雨量≤频率为2%的雨量设计值。计算成果显示，两个指标基本符合相应的区间。

通过预警指标合理性分析，综合确定区域或村落的不同时段、不同等级预警指标。具体见表3。

表3 长海县低洼易涝村落雨量预警指标表

4 结语

大连市长海县各岛屿、各区域洪涝灾害对象在暴雨设计、洪水设计和水位流量关系推求、水库预警指标计算等方面，均参照了《辽宁省山洪灾害分析评价技术大纲》和《辽宁省山洪灾害分析评价指南》中的规定，同时参考了适合本地区实际的方法。通过结果分析验证，方法可靠、结果合理。设计暴雨洪水计算参数按照《辽宁省无资料地区河流设计暴雨洪水计算方法》查算，充分结合了长海县相关河流实测资料验证；参数的选取充分考虑了“可能”和“不利”的原则，保证精度性好、代表性强和应用性高。利用无资料地区中小河流设计暴雨洪水计算方法进行相关计算，对于16 个防灾对象集水面积小于5 km2的微小岛屿来说，计算结果更能符合最不利要求，可为这些岛屿的洪涝灾害预报预警提供更加科学的依据。

大连市长海县洪涝灾害预警体系研究成果，可以为长海县各个岛屿和区域开展洪水风险管理、防灾减灾规划调度、洪涝灾害预警预案编制、洪灾群测群防等工作提供科学、精准和有效的技术支撑[4]。