興城市山洪災(zāi)害設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算方法

□侯曉磊（遼寧省盤錦水文局）

興城市山洪災(zāi)害設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算方法

□侯曉磊（遼寧省盤錦水文局）

文章通過對已有的大量水文氣象資料進(jìn)行分析，充分運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和成因推理方法，分析暴雨特征統(tǒng)計(jì)參數(shù)；通過山洪災(zāi)害發(fā)生的原因、小流域時(shí)段雨量、暴雨頻率和暴雨時(shí)程分配等內(nèi)容,確定和分析了小流域設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算方法，并依據(jù)公式及典型場次暴雨對時(shí)程分配進(jìn)行剖析和計(jì)算，旨在對無資料地區(qū)山洪災(zāi)害設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算有所借鑒作用。

興城市；山洪災(zāi)害；暴雨計(jì)算；方法

1 氣象及水文特征

興城市位于遼寧省西南部，居遼西走廊中部偏西、葫蘆島市南部。處中高緯度，屬于溫帶季風(fēng)型大陸性氣候。其特點(diǎn)是冬季以西北季風(fēng)為主，夏季以東南季風(fēng)為主，溫度變化較大，四季寒濕分明。多年平均降水量606.60 mm，降水量年內(nèi)分配不均，7-9月份降水量占全年降水量的66%。興城市從1930年以來發(fā)生18次較大洪水，重現(xiàn)期不足5 a，可見深入開展興城市山洪災(zāi)害調(diào)查，分析研究山洪災(zāi)害設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算方法，對保障興城市山洪災(zāi)害防治區(qū)內(nèi)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有十分重要的意義。

2 山洪災(zāi)害的成因

興城市從1930年以來發(fā)生18次較大洪水,成因主要有以下幾點(diǎn)：高強(qiáng)度的集中降雨是引起山洪災(zāi)害最主要的原因；河床狹窄、坡度陡、地表土層薄等原因使山洪洪峰流量大、匯流快；經(jīng)濟(jì)社會因素；防災(zāi)措施差；防洪工程標(biāo)準(zhǔn)較低。

3 興城市設(shè)計(jì)暴雨評價(jià)基本信息

評價(jià)設(shè)計(jì)暴雨采用《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》查算，并結(jié)合流域內(nèi)實(shí)測資料進(jìn)行驗(yàn)證，各個(gè)流域的基本信息如表1。

設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算包括確定和分析小流域時(shí)段雨量、暴雨頻率和暴雨時(shí)程分配三項(xiàng)內(nèi)容。根據(jù)《山洪災(zāi)害分析評價(jià)技術(shù)要求》，暴雨歷時(shí)分析分為流域匯流時(shí)間、常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)2類，興城市山洪災(zāi)害分析評價(jià)分析計(jì)算了匯流時(shí)間、10 min、1 h、6 h、24 h、3 d 6個(gè)時(shí)段的設(shè)計(jì)暴雨；暴雨頻率選擇100 a一遇、50 a一遇、20 a一遇、10 a一遇、5 a一遇5種頻率；暴雨時(shí)程分配采用興城市典型暴雨場次資料分析確定。

4 設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)計(jì)算方法

根據(jù)《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》，興城市處于遼寧省水文分區(qū)Ⅵ1、Ⅵ2區(qū)，從分區(qū)圖上查找出各流域特征時(shí)段（10 min、1 h、6 h、24 h）暴雨均值、變差系數(shù)Cv值，模比系數(shù)Kp值、匯流參數(shù)x、y值、暴雨衰減系數(shù)n0p、n1p、n2p值。以白廟子河為例。詳見表2。

表1 興城市計(jì)算單元（小流域）信息表

5 設(shè)計(jì)暴雨量計(jì)算

按照《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》，并考慮山洪災(zāi)害的特點(diǎn)，確定興城市設(shè)計(jì)暴雨歷時(shí)選擇10 min、1 h、6 h、24 h、3 d共5種標(biāo)準(zhǔn)降雨歷時(shí)。

在各流域設(shè)計(jì)暴雨有關(guān)參數(shù)獲取成果的基礎(chǔ)上，按照《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》中設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算公式計(jì)算各流域設(shè)計(jì)暴雨。10 min、1 h、6 h、24 h、3 d設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算公式如下：

匯流時(shí)間τ歷時(shí)面雨量計(jì)算公式如下：興城市小流域設(shè)計(jì)暴雨成果表（以白廟子河為例)見表3。

表2 興城市小流域設(shè)計(jì)暴雨相關(guān)參數(shù)表

表3 興城市小流域設(shè)計(jì)暴雨成果表

6 設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配計(jì)算

設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配應(yīng)按照《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》中的設(shè)計(jì)雨型進(jìn)行分析，其他時(shí)段的時(shí)程分配采用同頻率相包的形式，根據(jù)匯流時(shí)間內(nèi)的雨序與典型雨序相同的原則進(jìn)行降雨分配計(jì)算。但在《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》中的設(shè)計(jì)雨型時(shí)段長為3 h，歷時(shí)達(dá)14個(gè)時(shí)段，超過山洪災(zāi)害分析評價(jià)所針對小流域的匯流時(shí)間，滿足不了山洪災(zāi)害分析評價(jià)的需要。所以，本次計(jì)算選取本地區(qū)典型降雨場次資料分析確定匯流時(shí)間設(shè)計(jì)雨型。

興城市煙臺河流域2010年“8.5”暴雨平均降雨量130.80 mm，暴雨量級高，時(shí)空分布不均，暴雨主要集中在中上游，洪水重現(xiàn)期為30 a一遇。本次小流域匯流時(shí)間的設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配采用該場次降雨雨型資料，時(shí)段長采用1 h，從降水量最大的時(shí)段開始，一左一右取雨型值，共選取10個(gè)時(shí)段，興城市各流域選取時(shí)段為各自流域匯流時(shí)間。興城市典型場次降雨雨型分布見表4。根據(jù)表4計(jì)算得出興城市各流域匯流時(shí)間設(shè)計(jì)雨型。

表4 興城市典型場次降雨雨型分布表

7 結(jié)語

在觀測資料充分的地區(qū)，利用當(dāng)?shù)赜炅坑^測系列推求暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)，并運(yùn)用當(dāng)?shù)乇┯陥D集和水文手冊作為參證，以評價(jià)當(dāng)?shù)刭Y料計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)的合理性，并作適當(dāng)修正。

興城市調(diào)查評價(jià)小流域雨量觀測資料短缺或無資料流域，各種歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨雨量由《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》查取參數(shù)等值線圖，查算各種歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨雨量，或者根據(jù)暴雨公式進(jìn)行不同降雨歷時(shí)設(shè)計(jì)雨量的轉(zhuǎn)化。設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算采用PP面=P均×KP×KF公式計(jì)算；根據(jù)公式ip=Ptp面/τ計(jì)算面雨量強(qiáng)度。通過對已有大量水文氣象資料分析，充分運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和成因推理方法，分析暴雨特征統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

（編輯：左英勇）

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2017-1-5