滄州市2012 年次降雨徑流關系分析

王艷麗，陳冬青，胡麗麗

（河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000）

滄州市位于河北省中東部平原區，由于水文測站較少，不能較好地滿足于水資源計算和防汛抗旱預警等實際需要，近幾十年來，平原區降雨資料豐富，而徑流資料很少，準確計算地表徑流量較為困難。平原區徑流計算是亟待研究解決的問題。

通過分析20世紀50年代至今各個階段次降雨徑流關系的計算方法，計算2012年汛期暴雨后各分區的產流量和實測徑流量的對比，發現二者較接近。

1 次降雨徑流關系計算方法的分析

20世紀50～60年代滄州市降雨徑流關系采用（P+Pa）～R相關形式，Pa計算采用：

式中 Pa為流域前期影響雨量（mm）;Pa,t為某日的流域前期影響雨量（mm）；Pa,t-1為某日前一天的流域前期影響雨量（mm）；Pt-1為某日前一天的流域平均雨量（mm）；Rt-1為某日前一天降雨產流的徑流深（mm）；K為流域土壤保水系數（20世紀50年代借用淮委系數，K=0.80，計算天數以前10d為限，用于上述式（1）和式（2）；60年代采用滄州市滄浪渠等流域土壤含水率試驗資料，即K值6、7月份為0.90；8、9月份為0.96，用于式（3），一般由6月1日起連續計算）。按上述方法計算Pa，繪制的（P+Pa）～R相關圖點據散亂，勉強定線，精度較差。

20世紀70年代末期，應用滄州市1967～1977年北排河周官屯站以上流域20次洪水和宣惠河劉夫青水文站以上流域15次洪水資料進行了降雨徑流關系分析，降雨徑流關系仍采用（P+Pa）～R形式，但本次分析對流域最大初損值Im值的定量進行了研究，同時對流域前期影響雨量Pa的計算方法進行了改進。

80年代末期，在對以往暴雨徑流關系分析的基礎上，考慮到滄州市進入80年代以來，平原地區地表徑流量逐年減少，地下水開采量逐年增加，造成地下水位大幅度下降，在原方法基礎上引進雨前流域平均地下水埋深H作為影響因素。同時分析產流面積，從而建立以雨前流域平均地下水埋深H作參數的流域降雨徑流關系，即（P+Pa）～H～R關系。Pa計算方法仍沿用以往公式。

90年代初期，通過分別建立清南區小白河、任河大渠18次洪水和港河區北排河、黑龍港河30次洪水的暴雨徑流關系，即（P+Pa）～H～R相關圖分析，結果精度較高。

暴雨徑流關系分析引入了流域平均地下水埋深（H）參數，將原方法的一條相關線變成一簇相關線，精度有了提高。利用這種形式的相關關系，解決了以往（P+Pa）～R關系無法解決的問題。比如當P+Pa值相當大時，徑流量很小或根本未有徑流的問題。

2 2012年市區次降雨產流量計算

依據《北京市實驗小區雨洪關系的分析研究》，用水文比擬法借用北京市P～R經驗公式計算滄州市區產流，公式為：

式中 R為時段徑流深（mm）；P為時段降水量（mm）；I為不透水面積比例（%）。公式使用范圍：15%≤I≤86%；15mm≤P≤100mm。

滄州市區2012年汛期降雨推求徑流深計算如表1，市區不透水面積比例I在70%～80%，按70%計算市區產流量為134.5mm，按80%計算市區產流量為144.9mm。

表1 滄州市區汛期降雨推求徑流深計算 單位：mm

3 2012年非市區次降雨徑流關系計算

根據《河北省平原地區次降雨徑流關系分析報告》中的《河北省平原地區降雨徑流最大排水流量分區圖》，將滄州地區（不包含滄州市區）分為：I2-3區、Ⅱ-2區、Ⅱ-3區、Ⅲ-2區4個區。

依據《河北省平原地區次降雨徑流關系分析報告》，（P+Pa）～H～R 圖（暴雨雨量和暴雨前區域前期影響雨量（P+Pa），該場暴雨前流域平均地下水埋深H），按照分區采用數理統計法計算，得到該場暴雨的局部產流量。

3.1 流域前期影響雨量Pa的計算

由于河北省致澇暴雨一般出現在7月下旬和8月上旬，所以人為規定Pa從6月1日開始計算，并假定6月1日Pa=0，利用公式（3）計算。

采用mapinfo軟件將35個報汛站的經緯度導入生成位置圖，分別繪制4個分區所含雨量站的泰森多邊形并計算各雨量站的權重，依據各雨量站日雨量資料采用日雨量泰森多邊形法計算各區平均雨量，假定6月1日Pa=0，再按照公式依此類推計算各區的前期影響雨量。

3.2 雨前流域平均地下水埋深H的計算

采用mapinfo軟件將49個地下水站的經緯度導入生成位置圖，分別繪制4個分區所含地下水站的泰森多邊形并計算各地下水站的權重，再將各分區所包含的地下水站的雨前地下水埋深乘以該權重，最后將乘以權重后的各個地下水站的埋深相加得降雨前各分區雨前平均地下水埋深H，如表2。

表2 各分區雨前平均地下水埋深表 單位：m

3.3 局部產流R的計算

2012年主汛期共有4場暴雨，分別為2012年7月21～22日、7月24～26日、7月30日～8月1日、8月3～4日，根據P+Pa和H查“河北省平原地區I2區、Ⅱ區、Ⅲ區（P+Pa）～H～R關系曲線圖”得徑流深R，如表3。

表3 各分區次降雨推求徑流深計算 單位：mm

3.4 實測產流量對比

以產流量多的運東北區為例，運東北區面積4415km2，累計徑流深137.0mm，推求出運東北區的產流量6.048億m3。根據水文局實測10條入海河道水量累計5.074億m3，如表4，加上10條入海河道槽蓄量0.5億m3，實測產流量5.574億m3，因缺少該區各坑塘溝等蓄水量的實測量，所以實測產流量偏小。

表4 運東北區入海水量 單位：億m3

4 結語

2012年汛期，潴龍河以東區，即任丘市汛期降雨量低于多年均值，降雨少，地下水埋深值大，故產流量很少，僅2.0mm；清涼江以北區，即獻縣、泊頭、青縣西部和滄縣西部杜生一帶，累計產流量為35.0mm；運東南區，即南皮、吳橋、東光、孟村南部和鹽山西部南徐小莊一帶，累計產流量12.0mm；運東北區，即青縣陳缺屯一帶、黃驊、海興、滄縣和孟村鹽山大部分地區，累計產流量為137.0mm。滄州市區不透水面積比例I按70%計算市區產流量為134.5mm，I值按80%計算市區產流量為144.9mm。

綜上分析，通過對降雨徑流關系推求值和實測值的對比，發現二者較接近。滄州市進行暴雨徑流關系分析時，市區產流沿用P～R經驗公式，非市區產流沿用（P+Pa）～H～R相關圖形式，預報汛期暴雨局部產流可按該分區進行，僅限于該研究區域。由于缺乏分區降雨對應的坑塘等實測產流量資料，為進一步提高該方法的精度，今后出現暴雨洪水時，應及時進行洪水調查,隨時進行水量和平衡分析計算，對預報汛期暴雨局部產流和計算一個區域受人為活動影響下墊面條件改變情況下的地表水資源量有重要意義。

［1］宋學詩.河北省平原區次降雨徑流關系分析報告［R］.河北省水文總站水利部海河水利委員會規設處，1992.

［2］韓占成.平原區降雨徑流關系應用經驗點滴［J］.水資源研究，2007（3）.

［3］張彥增.用次降雨徑流關系推算平原區地表水資源［J］.河北水利科技，1995（2）.

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