丹江上游區(qū)域暴雨參數(shù)分析

張奕華

摘要:根據(jù)丹江上游區(qū)域代表站板橋水文站1975～2012年的實(shí)測(cè)降水資料，分析該區(qū)域暴雨參數(shù),推求不同時(shí)期短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度公式a=Sp/tn中的雨力Sp和暴雨衰減指數(shù)n1和n2數(shù)值。

關(guān)鍵詞:丹江上游板橋水文站降水資料雨力暴雨衰減指數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TV122+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1．概述

1.1．說(shuō)明

丹江是漢江的一級(jí)支流，板橋水文站設(shè)在丹江上游，控制河長(zhǎng)34km,控制流域面積493 km2，該流域地處秦嶺南麓的商洛山中，地形特點(diǎn)為西北高東南低，區(qū)內(nèi)森林植被較好。由于北部有秦嶺高山阻擋，夏季東南及南部的暖濕氣流常會(huì)帶來(lái)大量的水汽，加上地勢(shì)起伏懸殊，相對(duì)高差大，受地形抬升作用，常常形成局部暴雨。該站多年平均降雨量729.0mm，年際間變化較大；降雨季節(jié)變化明顯，夏季6—8月的降雨量約占年降雨量的40%--60%，汛期5～10月的降雨量約占年降雨量的80%--90%。《商洛地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》是上世紀(jì)80年代初編制，距現(xiàn)在實(shí)測(cè)資料系列已延長(zhǎng)了30多年，有必要用更長(zhǎng)系列的實(shí)測(cè)資料系列對(duì)該站的有關(guān)暴雨參數(shù)進(jìn)行律定。

1.2．資料收集

板橋水文站為丹江上游區(qū)域代表站,統(tǒng)計(jì)板橋水文站1975～2012年的短歷時(shí)暴雨年最大實(shí)測(cè)系列,即年最大10、20、30、45分鐘和1、3、6、12、24小時(shí)的實(shí)測(cè)降雨資料。

1.3．資料審查

根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析，一致性、可靠性、代表性三性審查，確定資料的可應(yīng)用程度。

2．暴雨公式參數(shù)分析

2.1．頻率計(jì)算

對(duì)板橋水文站1975～2012各歷時(shí)歷年最大暴雨量應(yīng)用矩法計(jì)算均值、變差系數(shù)Cv等統(tǒng)計(jì)參數(shù),用計(jì)算得到初值應(yīng)用P～Ⅲ型曲線(xiàn)目估適線(xiàn)，推求各歷時(shí)各頻率暴雨量。詳見(jiàn)表1:板橋水文站頻率計(jì)算成果表。

表1板橋水文站頻率計(jì)算成果

2.2．成果合理性分析

各歷時(shí)暴雨量均值隨歷時(shí)增加均值逐步遞增，Cv值24小時(shí)最大，Cv/Cs均為3.5，符合我國(guó)暴雨特性和地區(qū)分布規(guī)律。各種歷時(shí)頻率計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)表2：板橋水文站各歷時(shí)降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

表2板橋水文站各歷時(shí)降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)

3．參數(shù)分析

3.1．暴雨平均雨強(qiáng)計(jì)算αt

將不同歷時(shí)不同頻率的暴雨值代入公式得不同歷時(shí)不同頻率的暴雨平均強(qiáng)度αt。各歷時(shí)不同頻率暴雨平均強(qiáng)度αt詳見(jiàn)表3: 板橋水文站各種歷時(shí)不同頻率暴雨平均強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表。

表3 板橋水文站各種歷時(shí)不同頻率暴雨平均強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表

3.2． Sp和n1、n2推求

雨力Sp即為最大1小時(shí)暴雨的平均強(qiáng)度。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上點(diǎn)繪各個(gè)頻率時(shí)段暴雨平均強(qiáng)度與歷時(shí)t關(guān)系點(diǎn)。各頻率暴雨平均強(qiáng)度與歷時(shí)t關(guān)系圖見(jiàn)附圖1、2。在關(guān)系線(xiàn)上以1小時(shí)為分界定出兩條直線(xiàn)斜率即分別為小于1小時(shí)和大于1小時(shí)的暴雨衰減系數(shù)n1和n2。直接量算得各頻率的n1和n2值。各頻率暴雨衰減指數(shù)n1、n2詳見(jiàn)表4：各種頻率雨力統(tǒng)計(jì)表。

表4 板橋水文站各種頻率雨力統(tǒng)計(jì)表

附圖1:1%～10%暴雨平均強(qiáng)度與歷時(shí)t關(guān)系圖

附圖2:20%～95%暴雨平均強(qiáng)度與歷時(shí)t關(guān)系圖

4.3．成果合理性分析

從圖1、圖2的at～P～t關(guān)系可以看到各折線(xiàn)間基本平行，說(shuō)明暴雨衰減指數(shù)n值隨頻率P無(wú)明顯變化，折點(diǎn)出現(xiàn)在t=1小時(shí)處。由表4可以看出各歷時(shí)雨力Sp隨頻率的增大逐漸減小，符合一般暴雨特性規(guī)律；各頻率平均暴雨衰減指數(shù)n1=0.46、n2=0.77，與全國(guó)n1和n2值分別在0.5和0.7左右的成果相符合。

通過(guò)上述分析可以確定本次計(jì)算結(jié)果合理可靠。

5．參考文獻(xiàn)

《工程水文及水利計(jì)算》