基于不同降水強(qiáng)度的降水徑流分析

陳 曉

（河北省衡水水文勘測研究中心，河北 衡水053000）

衡水市地處華北平原，位于河北省東南部，是一個(gè)典型的資源型缺水地區(qū)， 人均水資源占有量僅為148m3， 在全省地市中最低， 僅為全省人均水平的48%、全國人均水平的6.7%。 年可供水量6億～8億m3，年用水量16億～18億m3，年超采量8億～10億m3，約占全省超采量的20%［1］。衡水市年內(nèi)七成以上的降水量都集中在汛期，城區(qū)降水得不到有效利用，產(chǎn)流后隨污水管道匯集到城區(qū)下游河道， 或者直接造成市區(qū)積水內(nèi)澇。一邊是城市水資源缺乏，另一邊是雨水資源利用不當(dāng)造成浪費(fèi)，應(yīng)引起警惕。

開展衡水市城市雨洪相關(guān)計(jì)算及因素分析，對降雨徑流進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)， 可以反映主城區(qū)綜合下墊面現(xiàn)狀，為雨污分流管網(wǎng)設(shè)計(jì)、防澇減災(zāi)等提供有力的技術(shù)支撐。

1 資料選取

本文利用衡水水文站流域控制范圍內(nèi)的相關(guān)雨量監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)， 調(diào)查收集主城區(qū)水文局、 三元店、大麻森等周邊配套雨量站點(diǎn)，選擇對應(yīng)有效的雨量站降水資料， 挑選衡水水文站的歷年洪水要素摘錄資料，計(jì)算降水徑流系數(shù)，分析降水徑流關(guān)系，繪制出不同降水量強(qiáng)度的降水徑流關(guān)系曲線， 結(jié)合近幾年城區(qū)城市水文監(jiān)測成果， 對城區(qū)雨洪利用加以分析，提出合理化建議。

2 降水徑流相關(guān)分析

2.1 相關(guān)關(guān)系建立

按照降雨強(qiáng)度劃分小于1.0，1.0～2.0，2.0～5.0，＞5.0mm/h 4個(gè)雨強(qiáng)段，建立相關(guān)關(guān)系線，從分析結(jié)果看降水徑流呈現(xiàn)可靠性較好的線性關(guān)系， 并由此得出線性方程。

經(jīng)過分析計(jì)算得出的成果如圖1～圖4，P～R和P～α相關(guān)關(guān)系統(tǒng)計(jì)如表1。

圖1 平均雨強(qiáng)小于1.0mm/h降水徑流相關(guān)

圖2 平均雨強(qiáng)1.0～2.0mm/h降水徑流相關(guān)

圖3 平均雨強(qiáng)2.0～5.0mm/h降水徑流相關(guān)

圖4 平均雨強(qiáng)5.0mm/h以上降水徑流相關(guān)

表1 不同降水強(qiáng)度P～R和P～α相關(guān)關(guān)系統(tǒng)計(jì)

2.2 相關(guān)關(guān)系分析

按照不同降水強(qiáng)度繪制的降水徑流相關(guān)圖，統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算可以得出降水徑流關(guān)系點(diǎn)線性關(guān)系較好，其相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，相關(guān)性可靠。

2.3 相關(guān)關(guān)系方程式可靠性分析

通過不同降水強(qiáng)度的降水徑流方程式推算的R值與實(shí)際觀測的R值相對比，計(jì)算得出兩者的相對誤差， 可以看出，5.0mm/h以上雨強(qiáng)時(shí)降水徑流關(guān)系比較好， 擬定的公式可靠性較高，5.0mm/h以下雨強(qiáng)時(shí)擬定公式精度較差［2］。 相對誤差合格率統(tǒng)計(jì)如表2。

表2 不同降水強(qiáng)度相對誤差范圍內(nèi)點(diǎn)據(jù)合格率統(tǒng)計(jì)

2.4 不同降水強(qiáng)度的徑流系數(shù)分析

統(tǒng)計(jì)分析降水量計(jì)算場次平均降水強(qiáng)度，根據(jù)所求降水徑流系數(shù)得到降水徑流系數(shù)與降水強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系表，如表3。 從統(tǒng)計(jì)表中可以看出，一般情況下降水強(qiáng)度越大， 徑流系數(shù)也越大，2～5mm/h平均降水強(qiáng)度時(shí)，平均徑流系數(shù)略小，和其系列內(nèi)降水量較小有關(guān)。

表3 降水徑流系數(shù)與降水強(qiáng)度相關(guān)成果

3 結(jié)語

（1）通過降水徑流系數(shù)分析，得出衡水市城區(qū)不同降水強(qiáng)度的降水徑流系數(shù)，一般降水強(qiáng)度越大，徑流系數(shù)越大。

（2）建立良好的降水徑流關(guān)系，根據(jù)降水情況可合理選擇，以對城區(qū)降水徑流過程進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)。

（3）城區(qū)降水徑流過程比較復(fù)雜，隨著城市化進(jìn)程的高度發(fā)展，城市內(nèi)澇將會越來越嚴(yán)重，如何變害為利，更好地對雨洪資源加以利用，以緩解衡水市城區(qū)洪澇災(zāi)害及水資源短缺的狀況， 水文部門應(yīng)多從水文監(jiān)測角度入手， 有針對性地提高相關(guān)監(jiān)測站點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測內(nèi)容，提高城區(qū)水文自動化監(jiān)測程度，為進(jìn)一步細(xì)化研究降水徑流關(guān)系，解決城區(qū)實(shí)際難題，提供更好的對策方案。