朝陽(yáng)地區(qū)暴雨衰減指數(shù)分析

李云生

( 遼寧省水文水資源勘測(cè)局 朝陽(yáng)分局，遼寧 朝陽(yáng)122000)

1 朝陽(yáng)水文站自然地理概況

朝陽(yáng)水文站位于遼寧省的西部朝陽(yáng)地區(qū)，地處中緯度，低山丘陵區(qū)。盡管東南部受海洋暖濕空氣影響，但由于北部蒙古高原的干燥冷空氣經(jīng)常侵入，形成了半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)［1］。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)為四季分明，日照充足，晝夜溫差大，干燥少雨。

朝陽(yáng)地區(qū)總面積19 698 km2，河流按流域劃分可以分為大凌河、小凌河、老哈河、青龍河共4 大流域。其中流域面積＞5 000 km2的河流1 條，在1 000 ～5 000 km2的河流6 條，在300 000 km2的河流19 條，在100 ～300 km2的河流7 條，＜100 km2的有51 條。

朝陽(yáng)市多年平均降水量482.8 mm，多年平均蒸發(fā)量( E601 蒸發(fā)器觀測(cè)值) 為900 mm，全市多年水資源總量149 247.1 萬(wàn)m3。屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。

2 推算原理

朝陽(yáng)地區(qū)面積大，水文站點(diǎn)稀，許多小流域工程設(shè)計(jì)中需要的短歷時(shí)暴雨資料，往往沒(méi)有實(shí)測(cè)值或者是資料系列太短，不能直接進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，滿足不了工程設(shè)計(jì)需求。如何解決該項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題，可由簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式的辦法求出相應(yīng)暴雨指數(shù)。簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式為:

式中:Xt·p為歷時(shí)t、頻率p 的暴雨量;X24·p為歷時(shí)24 h、頻率p 的暴雨量; N 為暴雨衰減指數(shù)，n =0.50 ～0.70。上式需要求出的是n1、n2的值，且它們有地區(qū)規(guī)律，可根據(jù)本地區(qū)實(shí)測(cè)資料求出。

3 計(jì)算方法及算例

選取具有較長(zhǎng)觀測(cè)系列的朝陽(yáng)水文站1966—2010年人工實(shí)測(cè)雨量資料，歷年各種歷時(shí)雨量資料進(jìn)行頻率計(jì)算，統(tǒng)計(jì)值見(jiàn)表1。采用P －Ⅲ型曲線求出各頻率各歷時(shí)Xt·p，見(jiàn)圖1，計(jì)算出平均降雨強(qiáng)度it·p( mm/min) ，見(jiàn)表2，點(diǎn)繪在雙對(duì)數(shù)格紙上，見(jiàn)圖2。

由圖2 可見(jiàn)，暴雨強(qiáng)度～歷時(shí)關(guān)系曲線，在1 h處明顯發(fā)生轉(zhuǎn)折( 符合基本規(guī)定) ，遵循規(guī)范及相關(guān)規(guī)定，取折點(diǎn)t =1 h為界，分兩段計(jì)算，即分別求出曲線坡度n1、n2即為t ＜1 h、t ＞1 h暴雨衰減指數(shù)值。

計(jì)算公式為:

表1 朝陽(yáng)站各歷時(shí)暴雨量統(tǒng)計(jì)值及P－Ⅲ適線值表

本文對(duì)降雨觀測(cè)資料系列較長(zhǎng)且代表性好的朝陽(yáng)站1966—2010年雨量資料進(jìn)行分析計(jì)算，得出相應(yīng)于不同頻率的n 值。見(jiàn)計(jì)算結(jié)果表3。

圖1 朝陽(yáng)站各歷時(shí)暴雨頻率曲線圖

表2 朝陽(yáng)站各頻率雨強(qiáng)計(jì)算表

圖2 朝陽(yáng)站雨強(qiáng)～歷時(shí)曲線圖

表3 朝陽(yáng)地區(qū)暴雨衰減指數(shù)表

4 結(jié) 語(yǔ)

①本文推求的n 值適用于頻率p 為0.1%、1%、2%;②n1＜n2，說(shuō)明在t ＜1 h內(nèi)暴雨強(qiáng)度衰減較緩慢，1 h以后雨強(qiáng)衰減速度較快。此結(jié)論符合本地區(qū)暴雨特性;③此暴雨指數(shù)分析計(jì)算結(jié)果適用于遼寧西部半干旱地區(qū)小流域無(wú)資料地區(qū)。其它類似地區(qū)具有借鑒指導(dǎo)意義;④此暴雨衰減指數(shù)計(jì)算方法簡(jiǎn)單，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)操作方便。計(jì)算成果可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，具有很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

［1］林三益. 水文預(yù)報(bào): 第二版［M］. 北京: 水利水電出版社，2001.