叶城县阿曼夏村泥石流沟暴雨洪流特征分析

(新疆地质工程勘察院，新疆 乌鲁木齐 830091)

泥石流是山区较为常见的地质灾害。在新疆叶城县由于受地形地貌及地层岩性的影响，每年都会发生规模不等的泥石流，对当地的经济发展及人民的生活都会造成很大影响。因此，分析研究暴雨洪流的特征对预防泥石流的发生，及了解泥石流的特点都会起到非常大的作用。作为泥石流防治工程的重要设计参数，洪水分析计算在防治工程设计经济合理性、技术可信性及安全可靠性方面是关键的技术参考。

1 研究区概况

研究区位于叶城县柯克亚乡境内，处欧亚大陆腹地，远离海洋，具典型的大陆性干旱半干旱气候特点：夏季酷热、冬季严寒、降水稀少、蒸发强烈、气温变幅大(春季升温快，夏季气温高，秋季降温迅速)、日照时间长，霜冻、干旱、冰雹等灾害性天气时有发生。气温、蒸发量随高程增加而降低，降水量随高程增加而增大，具有明显的垂直分带性，使山区与平原气候具有较大的差异性。其南部紧临一条常年性地表河流提孜那普河。

提孜那甫河是喀什地区较大河流之一，自50年代以来新疆水文局(原新疆水文总站)先后在该河上布设有三处国家基本水文站，玉孜门勒克水文站、江卡水文站及九道桥水文站。与本次项目有关的参证站为玉孜门勒克站。

玉孜门勒克水文站：1974年7月1日将江卡水文站上迁14 km设立玉孜门勒克水文站，观测至2007年12月31日。

玉孜门勒克站是叶尔羌河支流提孜那甫河出山口的控制站，位于叶城县沙衣瓦克乡玉孜门勒克村，地理位置在东经77°12′，北纬37°38′，测站以上河长158 km，控制流域面积5 389 km2。玉孜门勒克站和江卡站区间集水面积107 km2。参政水文站信息一览表见表1。

表1 参证水文站一览表

2 暴雨洪流分析

2.1 洪水成因及类型

提孜那甫河发源于昆仑山北坡科克阿特达坂，河源冰峰雪岭，分布着大量的现代大陆冰川、永久积雪和季节性积雪，这些冰川、永久性积雪和季节性积雪为消融型洪水提供了丰富的物质条件。提孜那甫河并存有三种成因不同性质各异的洪水即：冰雪消融型洪水；暴雨型洪水；暴雨—消融混合型洪水。

2.2 降雨资料系列的可靠性分析分析

叶城县气象站为国家基本气象站，其气象要素测验规范，观测项目较齐全可以满足水文分析计算要求的需求。

2.3 叶城县气象站设计暴雨计算

本次柯克亚乡阿曼夏村、依格孜亚村泥石流沟设计洪水计算采用叶城县气象站(1983年-2015年)连续33 a实测最大一日降水系列做频率曲线的设计暴雨结果推求设计洪水。

适线Cv值普遍大于矩法计算Cv值，得到叶城县气象站最大一日设计暴雨成果，根据最大一日雨量和最大24 h点雨量关系计算出设计最大24 h点雨量，再通过点面关系，推算出设计最大24 h面雨量，成果见(见表2)。

表2 叶城县气象站设计暴雨成果表

2.4 设计暴雨洪流流量的计算

2.4.1 洪峰模数法

洪峰模数法是直接移用与本流域具有相同气候因子影响和下垫面相似流域的洪峰模数推求工程节点断面设计洪峰流量。本次选用玉孜门勒克站洪峰模数估算工程节点各断面设计洪峰流量，计算成果见表3。

表3 节点断面设计洪峰流量成果表(洪峰模数法)

表4 参证站年最大24h设计点雨量 mm

2.4.2 推理公式法

各地区的K值变化不大，K=1.1～1.3之间，本次按新疆《新疆维吾尔自治区可能最大暴雨图集》中推荐的K=1.13 计算。求出玉孜门勒克站各频率下最大24 h设计点雨量，成果见表4。

应用推理公式计算调查洪沟洪水

推理公式(10)式可变形为：

(1)

表5 推理公式法计算研究区山洪沟设计洪水成果表

2.4.3 地区综合经验公式法

地区经验公式法是指在一定区域内，洪峰流量与主要因素之间的经验关系。洪峰流量和其他水文要素一样，是气候和下垫面众多因素综合作用的结果。

求出柯克亚乡阿曼夏村泥石流沟设计洪峰流量，计算结果见表6。

表6 柯克亚乡阿曼夏村、依格孜亚村泥石流沟设计洪水成果表 m3/s

3 结语

分别采用洪峰模数法、推理公式法和地区综合经验公式等三种方法推算研究泥石流沟设计洪水，这些方法均为无资料或缺少资料小流域设计洪水计算普遍使用的方法，符合有关技术规范的要求。

(1)洪峰模数法。从参证站推求的勘查区设计洪水洪峰流量模数数值较小可确定该流域对洪水调蓄能力较强，则设计断面以上山洪沟调蓄能力弱，其相应频率洪峰流量模数远大于参证站相应洪模，因此通过该站的洪峰流量模数法推求出的设计断面的设计洪水明显偏小。

(2)推理公式法。推理公式法是《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44—93)中推荐的在较小流域面积内、有实测暴雨资料或邻近地区有可借用的实测雨量资料可以选用的方法之一。但推理公式法是小流域采用暴雨推算洪沟设计洪水计算方法中所需确定的参数较多，且缺少流域或流域附近区域的相关实验分析数据，只能借用其它地区的实验分析数据。从而，计算成果的可靠性不易把握，故本次计算结果仅作为推荐其它方法计算结果的验证。

(3)地区经验公式法。经验公式与推理公式法的计算结果接近，不同频率的洪峰流量变化也符合实际情况，地区综合经验公式法是山洪灾害防治规划中的计算方法，同时该计算方法计算成果为推荐成果，因此此次各山洪沟设计洪峰流量计算成果推荐地区综合经验公式法计算成果。

柯克亚乡阿曼夏村、依格孜亚村泥石流沟设计洪峰流量推荐成果见表7。

表7 柯克亚乡阿曼夏村、依格孜亚村泥石流沟设计洪峰流量成果表 m3/s