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　　质量管理Quality Assuranceq 100 质量管理威尼斯流域洪灾成因及防洪对策张自航（重庆交通大学 重庆 南岸 4０００７4）【摘 要】 山洪灾害指由于山洪的爆发进而导致给人们带来的危害， 主要包括有人员的伤亡、 财产的损失、 基础设施的毁坏和环境资源破坏等， 主要可分为泥石流灾害、 滑坡灾害以及溪河洪水灾害三大灾害。 ２００4 年 ８ 月 １６ 日， 英国康沃尔郡北部的沿海渔村博斯卡斯尔经历了英国历史上最严重的特大暴雨和山洪灾害事件。 岩石地质的威尼斯流域暴雨强度达到4 小时２００mm， 随即产生了4００ 年一遇的山洪事件， 超过７０ 所房屋被淹没， 数个被毁， ７０ -８０ 辆车被冲走， １０００ 个居民受灾， 导致约...

　　质量管理Quality Assuranceq 100 质量管理威尼斯流域洪灾成因及防洪对策张自航（重庆交通大学 重庆 南岸 4０００７4）【摘 要】 山洪灾害指由于山洪的爆发进而导致给人们带来的危害， 主要包括有人员的伤亡、 财产的损失、 基础设施的毁坏和环境资源破坏等， 主要可分为泥石流灾害、 滑坡灾害以及溪河洪水灾害三大灾害。 ２００4 年 ８ 月 １６ 日， 英国康沃尔郡北部的沿海渔村博斯卡斯尔经历了英国历史上最严重的特大暴雨和山洪灾害事件。 岩石地质的威尼斯流域暴雨强度达到4 小时２００mm， 随即产生了4００ 年一遇的山洪事件， 超过７０ 所房屋被淹没， 数个被毁， ７０ -８０ 辆车被冲走， １０００ 个居民受灾， 导致约 ２ 百万英镑的经济损失， 受灾面广， 影响极大。虽然该事件发生在白天， 目击者很多， 但无人员伤亡。 旨为山洪的成因研究和防洪措施提供参考， 本章分析了此次极端山洪灾害事件的水文学和气象学成因。【关键词】 威尼斯流域； 防洪； 对策一、 流域概况（一） 地理位置威尼斯流域位于北纬５０.６５到５０.７之间， 西经4.７０到4.６０之间， 它地处英格兰的西南半岛， 濒临大西洋， 是一个无实测资料的小流域。（二） 水文地貌特征英格兰西南半岛由康沃尔郡， 德文郡和萨默赛特郡组成。 其中威尼斯流域位于康沃尔行政区， 该行政区的面积大约 ３６００ 平方公里， 拥有海岸线 公里， 海岸线 西南半岛的数字高程显示了该地区复杂的地形特征。 花岗岩地质的 Bodmin 荒原拥有整个康沃尔郡的最高高程 （海拔4２０m）， 其中威尼斯流域位于西北部 Bodmin 荒原的下游范围。本研究选择威尼斯流域作为研究对象的主要原因是基于该流域的尺寸形状和退水特性， 还有发生在该区域的历史上显著的风暴洪灾， 该流域的洪水事件与英国其它洪水事件相比具有代表性和典型性。 博斯卡斯尔地区的人口密度高 （常住人口 １２２4 人／平方公里）， 是一个热门的旅游景区。 特别是在每年夏季的旅游旺季期和假期期间， 人口密度急剧上升， 对洪水预警的迫切需要也是本研究的原因之一。 该流域最显著的水文学特征是汇流时间短， 产流速度快。 从气象学的角度分析， 对流风暴和复杂的地形之间的相互影响增加了风暴模拟的困难和降雨预报的不确定性， 因此模拟该流域的产流过程较为困难。 需要具有高分辨率和对流参数化的中尺度非静力学数值天气预报模型来解析出详细的风暴结构特征和与风暴相关的降雨。 对流和降雨和锋面降雨引发的洪水过程涉及了复杂的地形地貌因素和相关的陆面水文要素的交互， 例如径流， 截留，下渗， 蒸散发， 地下水和基流等。（三） 土壤和植被的空间分布本研究利用全球土壤数据库的资料， 对威尼斯流域的土壤分布进行分析， 分析表明该流域的土壤类型分布较均匀， 与该流域的形状基本一致。 根据UK soil viewer 的数据库资料显示， 威尼斯流域的主要土壤质地类型是 Manod （透水性好覆盖于岩石表层的壤土）。 对应的土壤的水文类型是覆盖于不透水基岩上的透水性良好且具有极大土壤含水量的黏土和壤土。 在水平方向上， 威尼斯流域的主要土壤带是黄土， 红土和棕土等； 在垂直方向上， 威尼斯流域的土壤分层呈现出山地垂直地带结构特征。 表层土 （０ -２５cm） 是深棕色的轻微石质的粘性壤土， 中间层 （２５-６０cm） 属于深褐色的轻微石质的粘性壤土， 中等粒度或次角块状结构。 下层土 （从６０cm 到岩石层） 的土壤类型属于原生质的石板色的泥岩或者强石质的粘性壤或者土砂质粉砂壤土， 详细的土壤剖面见图 １。另外该流域人口密度大， 由于人类活动的影响， 分布有大量的耕作土和农业用地， 并且土壤自然肥力低。 河岸两边的典型的植被主要是橡树林， 陡酸高地牧场干草和沼地， 欧洲蕨等草本植物， 具有有限的截流能力。（四） 流域地形特征和土壤的质地组线威尼斯流域附近的典型的地形和土壤质地组线显示了该流域附近主要的土壤母质是古生代石板， 泥石， 粉砂岩， 和下渗能力低的硬砂岩。岩石地表， 经过千年风化和风蚀作用， 坡面碎石和沙砾聚集， 抗性减弱， 暴雨来袭， 易发生崩塌， 泥石流， 滑坡等灾害， 因此该区域的水系容易发生山洪及并发灾害。（五） 水文地貌的变化在２００4 年８ 月２4 日， 沿海渔村博斯卡斯尔遭受了猛烈的暴雨事件， 该石质基岩的小流域上的四小时降雨量超过２００mm。 相比于该区域的８ 月份的８０ -１２０mm 的降雨量， 该降雨事件降雨强度非常大。 该事件发生在白天， 有很多目击者是英国历史上记录最完整的洪灾事件之一。 Wallingford （２００５） 沿着主要干流的方向进行了现场调查， 记录的河道的水力学特征的变化。 威尼斯河受到的主要的影响是河岸的侵蚀，河床的切割， 横向运动和撕裂 （Wallingford ２００５）。 在支流与干流汇合的地方， 溯源冲刷和冲积扇的沉积的现象较为典型， 在河源上游较少发生。 参考威尼斯流域的河网， 显示了该事件后河道地形地貌的改变。 在威尼斯流域， 三条河： 威尼斯河， Jordan 河和 Paradise 河曲折交汇于主河道， 最后汇集于博斯卡斯尔。 这三条河均陡峭而狭长。 沿着支流威尼斯河， 垃圾堵塞导致了河槽切割和河道变宽是 ２００4 年博斯卡斯尔洪水的主要影响。 从博斯卡斯尔停车场到 Minster Stream， 可以观察到几处河槽改道。 改道的上游， 当水流冲击右右侧的河漫滩的地方， 一些地方发生了泥沙沉积。 朔源侵蚀还发生在 Minster Stream 汇流处的上游河段，由于河道的侵蚀形成了几处河床的改变。 在从 Minster Stream 到 TreworldStream 的河段， 由于泥沙沉积和侵蚀引发了垃圾堵塞。 从 Lesnewth 上游２００ 米处， 观察到了约２００ 米长的河岸侵蚀。 在Tresparrett Stream 支流的上游还有一些垃圾堵塞的现象， 主河道堵塞了。 在 Jordan 河与威尼斯河汇合在博斯卡斯尔的地方， 流量超过了地下涵洞的过水能力因此淹没了周围的设施。 还观察到了上坡两岸坡面的饱和土壤引发的滑坡。 另外，在 B３２６３ 桥上游１５００ 米处还观察到了由于坡面流引发的侵蚀现象。 在支流 Tresparrett Stream 上， 人行桥由于泥沙沉积受到堵塞， 洪水的冲裂作用形成了新的河道。 在支流 Minster Stream 的下游， 观察到了更多的垃圾堵塞和侵蚀现象， 两个二级河道形成了。二、 水文气象特征（一） 气象１.天气特征威尼斯流域全年平均气温为 ９.８ -１２ 度， 年较差小。 该流域和整个西南半岛都暴露在从西南方向的大西洋吹来的盛行风的范围内， 是不列颠群岛西南半岛的康沃尔郡最为典型的温带海洋性气候。 全年温和潮湿， 特征明显： 冬无严寒， 夏无酷暑， 总体上一年四季降水分布均匀，下雪次数也不频密， 易发生洪水灾害是英国气候特点导致的现象。２.降雨时空分布在英国大约有4０００ 个雨量站进行每小时， 每日和每月的测雨工作，组成了世界上密度最大的雨量站网络。 从 １９８１ 年到 ２０１０ 年英国的年平均雨量， 其中多雨的地区主要集中在山区例如斯诺登尼亚， 湖区和苏格兰高地， 年均降雨量都大于4０００ 毫米。 其次是英格兰西北部和西南部，北部和中部威尔士和北爱尔兰部分地区。 这些区域有着共同的特点： 高海拔和位于北部或西部地区。 另一个特色是英国的西北部明显比东南部更潮湿， 可以在地图上看到它们之间有一条清晰的分界线。 这主要是由于高海拔地势使它们暴露在了热带气旋带来的大西洋的水汽中， 盛行的暖湿西风诱发了锋面雨的形成。 与此同时， 伴随着天气系统从西向东跨过整个英国的移动过程， 降雨量也随着减少。 北部和西部的降雨主要是万方数据