設計暴雨推求方法在短系列降雨量資料地區(qū)的應用

□ 徐 瓊（安陽水文水資源勘測局）

安陽市位于河南省最北部，晉、冀、豫三省交匯處。西依太行山與山西省長治市接壤，北傍漳河與河北省邯鄲市相望，東與河南省濮陽市相毗鄰，南與河南省鶴壁市、新鄉(xiāng)市相連。域地位于太行山脈與華北平原交界的過渡地帶，地勢西高東低，由西部林州市的太行山區(qū)—安陽縣的丘陵區(qū)—中部安陽市區(qū)及周邊的華北平原區(qū)—東部內(nèi)黃、湯陰、滑縣的洼地區(qū)。由山地、丘陵、平原、泊洼四種地貌類型組成。山地主要分布在林州市和安陽縣西部，由于特殊的地理位置，林州市和安陽縣西部易發(fā)生山洪災害。為了預防山洪災害，近年來，水文、水利部門在西部山丘區(qū)增加了遙測雨量站點，目前，林州市遙測雨量站點54個，安陽縣33個。許家溝站自2005年建成運行至2006年，積累了2年汛期的遙測雨量資料。

2006年8月5日17時20分至20時30分左右，安陽縣西部、林州市北部及內(nèi)黃縣部分地區(qū)降大雨至暴雨、局部特大暴雨。形成安陽市東部南北向穿過滑縣、內(nèi)黃縣及安陽市市區(qū)以西東西向穿安陽縣及林州市的兩個雨帶，降雨量分布極不均勻。全市平均降雨量11.90mm。最大點雨量許家溝190mm（安陽市安陽河遙測站實測資料），而安陽市市區(qū)大部、滑縣南部及湯陰縣無降雨。

許家溝遙測站目前未設立水文站或雨量站，只有2005-2006年的遙測雨量資料。此次降雨是局部強降雨，不能借用鄰近雨量站的雨量資料。文章采用《河南省中小流域設計暴雨洪水圖集》（簡稱《圖集》）中設計暴雨的查算方法，推求許家溝遙測站不同時段、不同設計頻率的設計暴雨值，通過與許家溝遙測站實測降雨量相比較，即可得出許家溝遙測站2006年8月5日17時23分至20時20分降雨過程的降雨頻率。查算步驟如下:

一是在《圖集》中河南省年最大1h,6h點雨量均值圖流域重心點處讀取許家溝最大1h,6h點雨量均值:H1P=42mm，H6P=69mm。

二是在《圖集》中河南省年最大1h,6h點雨量變差系數(shù)圖流域重心點處讀取許家溝最大1h,6h點雨量變差系數(shù):Cv1=0.55，Cv6=0.64。

三是取偏態(tài)系數(shù)Cs=3.50Cv，由雨量變差系數(shù)Cv查皮Ⅲ型曲線Kp值表，求得頻率為2%、1%的模比系數(shù)為:K2%=2.58，K1%=2.96。

四是求許家溝遙測站1h,6h設計頻率為2%、1%的點雨量:由公式:Htp=Ht×Kp。其中:Ht,p為t時段設計頻率為P的點雨量；Ht為t時段點雨量均值，求得:H1,p=108.36mm，H6,p=204.36mm（p=2%）；H1,1%=124.32mm，H6,1%=214.04mm（p=2%）。

五是許家溝遙測站降雨歷時2小時57分（2006年8月5日17時23分開始至20時20分結束），故需求出3h設計暴雨與實測雨量值相比較。首先需要求出3h設計頻率為2%、1%的暴雨遞減指數(shù):由公式:n1,p=1-1.29×lg（αH1p/αH10′p）（其中 n1為1h以下）；n2,p=1-1.29×lg（αH6p/αH1p）（其中 n2為1～6h）；n3,p=1-1.66×lg（αH24p/αH6p）（其中 n3為6～24h），求得:n3,p=0.65（p=2%），n3,p=0.63（p=1%）。

六是求許家溝遙測站3h設計頻率為2%、1%的設計暴雨由公式:Ht,p=H1p×t1-n1（其中t為1h以下）;Ht,p=H1p×t1-n2（其中 n2為1～6h）;Ht,p=H24p×24n3-1×t1-n3（其中 n2為1～6h）;求得 H3,p=159.88 mm（p=2%），H3,p=186.57mm（p=1%）。

七是許家溝遙測站1,3,6h頻率為2%、1%的設計暴雨與實測雨量值190mm相比較，可得出結論:許家溝遙測站2006年8月5日17時23分至20時20分（歷時2小時57分）降雨量190mm。推算該地區(qū)50年一遇最大6h降雨量為204.40mm。許家溝實測最大6h降雨量接近50年一遇。該地區(qū)100年一遇最大3h雨量值為186.60mm。許家溝實測最大3h降雨量超過百年一遇標準。

安陽市轄區(qū)內(nèi)最早在1921年設立了安陽站，至今全市建有8個水文站，33個雨量站，積累了較長系列的水文資料。安陽市自2005年建設遙測雨量站，至今共有遙測雨量站點175個，最多有9a的遙測雨量資料。有較長系列雨量、洪峰流量等資料的站，可以根據(jù)歷史洪水的調(diào)查和考證，加入到頻率計算，直接用PⅢ型曲線推求頻率。而對于有短系列降雨量資料的地區(qū)，不宜用PⅢ型曲線推求頻率，就可用上述設計暴雨的查算方法推求不同時段、不同設計頻率的設計暴雨，與本地區(qū)實測降雨量相比較，就可推斷本地區(qū)實測降雨量的暴雨頻率。