原州站160824暴雨洪水調(diào)查分析

摘 要：通過對本次暴雨洪水的調(diào)查，與《寧夏暴雨圖集》計(jì)算值進(jìn)行了對比分析，調(diào)查值比計(jì)算值偏小主要原因是前期降雨量嚴(yán)重偏少，使土壤下滲能力增大；斷面上游水庫產(chǎn)生的洪水被攔蓄；梯田、種樹魚鱗坑將部分水量攔蓄等因素造成的。在無資料地區(qū)，采用《寧夏暴雨圖集》計(jì)算時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)叵聣|面條件，對不同頻率的暴雨產(chǎn)流面積進(jìn)行不同系數(shù)折減。

關(guān)鍵詞：暴雨；洪水；分析

1 降雨分析

1.1 降雨實(shí)況

2016年8月24日，清水河上游出現(xiàn)較大范圍的降雨過程，大部分地區(qū)以大到暴雨為主，個(gè)別地區(qū)降大暴雨，原州區(qū)開城鎮(zhèn)水溝林場出現(xiàn)了12小時(shí)降雨量大于70mm大暴雨，水溝林場日降雨量為86.8mm。從降雨過程看出，主雨降雨從8月24日16：40左右開始，暴雨向西南方擴(kuò)展，至25日4：30基本結(jié)束，歷時(shí)約12小時(shí)，暴雨為東西南走向。最大1小時(shí)降雨量41.2mm，出現(xiàn)在24日19：00至20：00；最大6小時(shí)降雨量在64.8mm，集中在24日17：00至23：00。代表站降水量統(tǒng)計(jì)表見表1。

1.2 暴雨強(qiáng)度

根據(jù)國家氣象局制定的《降水量等級》（GB/T 28592-2012）標(biāo)準(zhǔn)，本次各代表站各統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)降雨量多在12小時(shí)左右，可按12小時(shí)降雨等級標(biāo)準(zhǔn)來劃定本次降雨強(qiáng)度。

本次降雨歷時(shí)約12小時(shí)，可按規(guī)定12小時(shí)劃分，水溝林場、黑刺溝、郭廟、柯莊、二十里鋪、海子峽為大暴雨，其他各代表站為暴雨，見表2。

1.3 暴雨籠罩面積

1.4 暴雨重現(xiàn)期

根據(jù)寧夏最新暴雨圖集點(diǎn)雨量均值等值線圖，查算得暴雨中心水溝林場1小時(shí)降雨量23mm、CV=0.63、CS=3.5CV；6小時(shí)點(diǎn)雨量37mm，CV=0.57、CS=3.5CV計(jì)算不同保證率點(diǎn)雨量。

各代表站1小時(shí)和6小時(shí)點(diǎn)雨量均值、CV、CS值及不同保證率點(diǎn)雨量，見表4。

2 洪水情況

2.1 實(shí)測洪水

8月24日原州站水文站上游降暴雨，暴雨中心水溝林場雨量為95.6mm，原州站站24日17：30開始漲水，20：05洪峰流量為13.5m3/s，25日6：30洪峰基本落平，洪峰共計(jì)歷時(shí)13小時(shí)，洪水總量14.0萬m3。

2.2 調(diào)查洪水

本次調(diào)查到原州站上游干流三十里鋪和支流二十里鋪溝洪水，見表5。

3 暴雨洪水分析

3.1 斷面上游水利工程概況

由于原州站上游建有5座水庫，產(chǎn)生洪水被攔蓄，經(jīng)調(diào)查8月24日暴雨形成的洪水水庫均未下泄流量，因調(diào)查斷面受水利工程影響，需扣除水庫面積，水庫基本情況見表6。

3.2 產(chǎn)流面積及參數(shù)選擇

在5萬圖上量算各斷面的面積，因各調(diào)查斷面上游水利工程均末有洪水下泄，采用《寧夏暴雨圖集》計(jì)算產(chǎn)流面積時(shí)，扣除各調(diào)查斷面上游水庫面積，即為各斷面實(shí)際產(chǎn)流面積，在本次1h、6h降雨量等值線圖上量算出各調(diào)查斷面查1h、6h面降雨量，在等值線圖上查出清渾比，量算斷面的概化河長，各斷面計(jì)算參數(shù)見7。

3.3 暴雨推算洪水

依據(jù)《寧夏暴雨圖集》提供的方法，計(jì)算出斷面1h面平均雨量，然后將面雨量按降雨過程進(jìn)行分配，最后計(jì)算產(chǎn)流和匯流。產(chǎn)流計(jì)算采用扣損法，即Ri=Hi-fi

黃土丘陵區(qū)，匯流參數(shù)黃土丘陵區(qū)n=1.22L0.231，K=M1i/n，M1i=0.148L0.9i-0.093，計(jì)算出n、K，查算對應(yīng)的瞬時(shí)單位線，由凈雨過程Ri推求調(diào)查斷面的洪水流量過程及洪水總量。

3.4 調(diào)查洪水與推算值比較分析

對各斷面調(diào)查和圖集計(jì)算的洪峰流量、洪水總量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表9，從表中看出，各斷面調(diào)查洪峰流量和洪水總量比《圖集》法推求值均偏小，洪峰流量偏小14.8%～62.0%；洪水總量偏小13.8%～60%。二十里鋪調(diào)查與圖集計(jì)算值比較接近，原因是斷面上游不受水利工程、梯田等因素的影響。

3.5 前期降雨量分析

原州站上游各站點(diǎn)8上旬、中旬降雨量距平統(tǒng)計(jì)表見表10。8月上旬比多年平均降雨量偏小6～8成左右，中旬均偏小4～8成左右，可見8月上旬、中旬偏旱嚴(yán)重，增大土壤的下滲能力。

3.6 產(chǎn)流面積的分析

由于斷面上游有梯田、川臺地及低洼地對產(chǎn)流有攔蓄作用，本次用《圖集》計(jì)算時(shí)沒有考慮下墊面因素影響，以調(diào)查洪峰流量值為準(zhǔn)，其它計(jì)算參數(shù)及方法不變，只假設(shè)不同的面積進(jìn)行試算，直至計(jì)算值與調(diào)查值相同或接近，此面積為實(shí)際產(chǎn)流面積，本次不再試算二十里鋪，通過試算不產(chǎn)流面積折扣系數(shù)范圍在0.63～0.71之間，見表11。

3.7 結(jié)論

對本次暴雨形成的洪水偏小的原因從水利工程、前期降雨量、流域下墊面等方面進(jìn)行了分析，初步得出以下結(jié)論：

（1）二十里鋪斷面上游由于沒有水庫、梯田等因素的影響，調(diào)查洪峰流量與圖集計(jì)算值比較接近。

（2）原州站上游建有郭廟、大馬莊、柯莊、賀家灣、黑刺溝5座水庫，暴雨形成的洪水全部攔蓄，是影響洪水偏下的主要原因。

（3）斷面上游川臺地、梯田低洼地帶會攔蓄部分水量。

（4）原州站流域8月上、中旬降雨量較常年偏少4～8成，嚴(yán)重干旱，使下滲能力增大。

（5）此次降雨雖然總量較大，但1小時(shí)降雨量并不大，分散在6個(gè)小時(shí)內(nèi)，而黃土丘陵區(qū)的洪水主要在一個(gè)小時(shí)內(nèi)產(chǎn)流，強(qiáng)度小造成大部分水量下滲。

（6）在應(yīng)用當(dāng)?shù)乩碚摴交蚪?jīng)驗(yàn)公式時(shí)考慮不同下墊面條件的影響因素，并對公式中的影響因素進(jìn)行適當(dāng)修改，使計(jì)算值符合實(shí)際情況。

作者簡介：王成（1963-），男，漢族，寧夏固原人，工程師，本科學(xué)歷，主要從事水文測驗(yàn)整編。