本溪地區(qū)暴雨衰減指數(shù)分析

孫巖（遼寧省本溪水文局，遼寧 本溪 117000）

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本溪地區(qū)暴雨衰減指數(shù)分析

孫巖
（遼寧省本溪水文局，遼寧 本溪 117000）

［摘 要］為了推算本溪地區(qū)太子河水系、渾江水系暴雨衰減指數(shù)n值的合理定量，提高設(shè)計(jì)洪水的精度。用本溪站、桓仁站50年自記降雨資料，推求暴雨衰減指數(shù)n值，以供小流域（100 km2以下）河流的設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算使用。

［關(guān)鍵詞］本溪地區(qū)；暴雨衰減指數(shù)；暴雨強(qiáng)度

本溪市位于遼寧省東南部，屬大陸性氣候。地區(qū)內(nèi)多為山地，河流縱橫，流域面積在100 km2以上河流30余條。流域面積在50～100 km2之間的中小河流600余條。對(duì)于中小河流，主汛期局地暴雨易發(fā)，山洪多發(fā)，且水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)嚴(yán)重不足，從而很容易成為防汛指揮決策的一個(gè)信息盲區(qū)。由此，中小河流暴雨、洪水的推算就顯得尤為重要，而中小河流洪水的推算精度又依賴于暴雨衰減指數(shù)n值的正確與否，通常采用的方法是應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，經(jīng)驗(yàn)數(shù)值由于受試驗(yàn)流域、降水等代表性的局限，推算的設(shè)計(jì)洪水誤差較大。文中以介紹一種暴雨衰減指數(shù)n值的推算方法，以太子河本溪站、渾江桓仁站的樣本資料來(lái)推算太子河水系、渾江水系的暴雨衰減指數(shù)n值，滿足設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的精度要求。

1　本溪地區(qū)自然地理概況

1.1太子河水系自然地理概況

太子河屬遼河一級(jí)支流，是本溪境內(nèi)最大的河流，全長(zhǎng)464 km，流域而積13 720.70 km2，年平均徑流量26.86億mm3。太子河的水源有南北兩支。南支的源頭在本溪縣東營(yíng)坊鄉(xiāng)羊湖溝草帽頂子山麓，北支的源頭在新賓滿族自治縣平頂山鎮(zhèn)鴻雁溝，兩支流到本溪縣馬家崴子匯合成一股，蜿蜒西下。干流流經(jīng)本溪縣、本溪市區(qū)，境內(nèi)河長(zhǎng)168 km，流域面積4 000 km2。在本溪境內(nèi)有大小支流70多條，流域面積大于100 km2有5條，較大的支流為細(xì)河、小湯河、三道河。流域內(nèi)河道大多狹窄，坡度較大，河床多數(shù)由卵石和砂礫組成，斷面比較穩(wěn)定，徑流來(lái)源主要靠降水補(bǔ)給。

1.2渾江水系自然地理概況

渾江是鴨綠江在中國(guó)一側(cè)最大支流，發(fā)源于吉林省境內(nèi)長(zhǎng)白山支脈龍崗山西老嶺西北岔等3條河流，在渾江市三岔子鎮(zhèn)匯合后稱渾江。全長(zhǎng)447 km，總流域面積15 381 km2。東北鄰第二松花江，北是輝發(fā)河，西為太子河，西南靠□河。干流流經(jīng)桓仁縣7個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），境內(nèi)河長(zhǎng)162 km，流域面積3 547 km2。在桓仁境內(nèi)有大小支流70多條，流域面積大于100 km2有7條，較大的支流為富爾江、大二河、雅河。流域內(nèi)河道大多狹窄，坡度較大，河床多數(shù)由卵石和砂礫組成，斷面比較穩(wěn)定，徑流來(lái)源主要靠降水補(bǔ)給。

2　資料的選用及統(tǒng)計(jì)

利用本溪站、桓仁站的自記降雨資料選用獨(dú)立取樣法，推求不同頻率條件下的暴雨衰減指數(shù)n值。

統(tǒng)計(jì)歷年各時(shí)段（10，30，1，3，6，12，24）年最大降雨量，每一個(gè)時(shí)段作為一個(gè)系列，進(jìn)行頻率分析計(jì)算，以本溪站為例，如附圖1。再將各時(shí)段頻率曲線點(diǎn)繪在同一張頻率格紙上進(jìn)行比較，取p=1% 和p=2%的頻率值在雙對(duì)數(shù)格紙上點(diǎn)繪～曲線，如附圖2，3。

3　暴雨衰減指數(shù)n值計(jì)算

圖1　本溪站特征時(shí)段設(shè)計(jì)暴雨頻率圖

圖2　桓仁站雨強(qiáng)關(guān)系圖

圖3　本溪站雨強(qiáng)關(guān)系圖

暴雨衰減指數(shù)n值是反映該地區(qū)暴雨強(qiáng)度特性的參數(shù)，隨著地形、氣候、海拔等條件不同，在地區(qū)上有一定的變化規(guī)律。由上圖可以看出，本溪站、桓仁站各時(shí)段頻率曲線的Sp～tc曲線其形狀、趨勢(shì)基本一致，而且有明顯的三個(gè)折點(diǎn)?；溉收炯礈喗?，在第三個(gè)時(shí)段（1 h）、在第五個(gè)時(shí)段（6 h）、在第六個(gè)時(shí)段（12 h）處，本溪站即太子河水系，在第三個(gè)時(shí)段（1 h）、在第四個(gè)時(shí)段（3 h）、在第五個(gè)時(shí)段（6 h）處。由此可見(jiàn)：暴雨衰減指數(shù)n值分四段計(jì)算?；溉收炯礈喗担涸O(shè)t≤1 h為n1，1 h≥t≥6 h為n2，6 h≥t≥12 h為n3，12 h≥t≥24 h為n4。本溪站即太子河水系，設(shè)t≤1 h為n1，1 h≥t≥3 h為n2，3 h≥t≥6 h為n3，6 h≥t≥24 h為n4，以暴雨計(jì)算公式推求不同時(shí)段的n值。

暴雨計(jì)算公式為：

公式反映了時(shí)段平均雨強(qiáng)i、歷時(shí)t和頻率間的關(guān)系。

式中：pt——時(shí)段降雨量，mm；Sp——暴雨平均強(qiáng)度，mm/h；i——時(shí)段平均雨強(qiáng)，mm/h；t——暴雨歷時(shí)，h；n——暴雨衰減指數(shù)。求得的n1，n2，n3，n4值見(jiàn)下表。

渾江 桓仁各歷時(shí)最大樣法n值成果表

太子河 本溪各歷時(shí)最大樣法n值成果表

由上圖可知：本溪地區(qū)的渾江水系，雨強(qiáng)基本呈隨歷時(shí)增大而遞減的趨勢(shì)。即n1＜n2，n2＞n3，n3＜n4。太子河水系，雨強(qiáng)基本呈隨歷時(shí)增大而遞減的趨勢(shì)。即n1＜n2，n2＞n3，n3＜n4。具體反映了渾江水系，當(dāng)暴雨歷時(shí)t≤6 h時(shí)，雨強(qiáng)遞減快，當(dāng)暴雨歷時(shí)t≥6 h時(shí)雨強(qiáng)遞減慢。太子河水系，當(dāng)暴雨歷時(shí)t≤3 h時(shí)，雨強(qiáng)遞減快，當(dāng)暴雨歷時(shí)3 h≥t≥6 h時(shí)雨強(qiáng)遞減慢，當(dāng)暴雨歷時(shí)t≥6 h時(shí)，雨強(qiáng)遞減快。

4　結(jié)語(yǔ)

文中只計(jì)算了頻率為p=1%，p=2%的設(shè)計(jì)暴雨。桓仁地區(qū)（渾江水系）暴雨衰減指數(shù)，當(dāng)暴雨歷時(shí)t≤1 h時(shí)為n1=0.688；1 h≥t≥6 h時(shí)，為n2= 0.772；6 h≥t≥12 h時(shí)，為n3=0.037，12 h≥t≥24 h時(shí)，為n4=0.110。本溪地區(qū)（太子河水系）暴雨衰減指數(shù)，t≤1 h時(shí)，為n1=0.335；1 h≥t≥3 h時(shí)，為n2=0.425；3 h≥t≥6 h時(shí)，為n3=0.069；6 h≥t≥24 h時(shí)，為n4=0.337。其他頻率的暴雨衰減指數(shù)采用同樣方法可計(jì)算。n值大小渾江流域和太子河流域有明顯的差異，應(yīng)根據(jù)具體情況計(jì)算使用。

［中圖分類號(hào)］TV12

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）02－0035－02

［收稿日期］#2015-08-04