興城市山洪災害設計暴雨計算方法

□侯曉磊（遼寧省盤錦水文局）

興城市山洪災害設計暴雨計算方法

□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行分析，充分運用數理統計和成因推理方法，分析暴雨特征統計參數；通過山洪災害發生的原因、小流域時段雨量、暴雨頻率和暴雨時程分配等內容,確定和分析了小流域設計暴雨計算方法，并依據公式及典型場次暴雨對時程分配進行剖析和計算，旨在對無資料地區山洪災害設計暴雨計算有所借鑒作用。

興城市；山洪災害；暴雨計算；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，屬于溫帶季風型大陸性氣候。其特點是冬季以西北季風為主，夏季以東南季風為主，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年以來發生18次較大洪水，重現期不足5 a，可見深入開展興城市山洪災害調查，分析研究山洪災害設計暴雨計算方法，對保障興城市山洪災害防治區內的人民生命財產安全具有十分重要的意義。

2 山洪災害的成因

興城市從1930年以來發生18次較大洪水,成因主要有以下幾點：高強度的集中降雨是引起山洪災害最主要的原因；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；經濟社會因素；防災措施差；防洪工程標準較低。

3 興城市設計暴雨評價基本信息

評價設計暴雨采用《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》查算，并結合流域內實測資料進行驗證，各個流域的基本信息如表1。

設計暴雨計算包括確定和分析小流域時段雨量、暴雨頻率和暴雨時程分配三項內容。根據《山洪災害分析評價技術要求》，暴雨歷時分析分為流域匯流時間、常規標準歷時2類，興城市山洪災害分析評價分析計算了匯流時間、10 min、1 h、6 h、24 h、3 d 6個時段的設計暴雨；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；暴雨時程分配采用興城市典型暴雨場次資料分析確定。

4 設計暴雨參數計算方法

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

表1 興城市計算單元（小流域）信息表

5 設計暴雨量計算

按照《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》，并考慮山洪災害的特點，確定興城市設計暴雨歷時選擇10 min、1 h、6 h、24 h、3 d共5種標準降雨歷時。

在各流域設計暴雨有關參數獲取成果的基礎上，按照《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》中設計暴雨計算公式計算各流域設計暴雨。10 min、1 h、6 h、24 h、3 d設計暴雨計算公式如下：

匯流時間τ歷時面雨量計算公式如下：興城市小流域設計暴雨成果表（以白廟子河為例)見表3。

表2 興城市小流域設計暴雨相關參數表

表3 興城市小流域設計暴雨成果表

6 設計暴雨時程分配計算

設計暴雨時程分配應按照《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》中的設計雨型進行分析，其他時段的時程分配采用同頻率相包的形式，根據匯流時間內的雨序與典型雨序相同的原則進行降雨分配計算。但在《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》中的設計雨型時段長為3 h，歷時達14個時段，超過山洪災害分析評價所針對小流域的匯流時間，滿足不了山洪災害分析評價的需要。所以，本次計算選取本地區典型降雨場次資料分析確定匯流時間設計雨型。

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，時空分布不均，暴雨主要集中在中上游，洪水重現期為30 a一遇。本次小流域匯流時間的設計暴雨時程分配采用該場次降雨雨型資料，時段長采用1 h，從降水量最大的時段開始，一左一右取雨型值，共選取10個時段，興城市各流域選取時段為各自流域匯流時間。興城市典型場次降雨雨型分布見表4。根據表4計算得出興城市各流域匯流時間設計雨型。

表4 興城市典型場次降雨雨型分布表

7 結語

在觀測資料充分的地區，利用當地雨量觀測系列推求暴雨統計參數，并運用當地暴雨圖集和水文手冊作為參證，以評價當地資料計算統計參數的合理性，并作適當修正。

興城市調查評價小流域雨量觀測資料短缺或無資料流域，各種歷時設計暴雨雨量由《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》查取參數等值線圖，查算各種歷時設計暴雨雨量，或者根據暴雨公式進行不同降雨歷時設計雨量的轉化。設計暴雨計算采用PP面=P均×KP×KF公式計算；根據公式ip=Ptp面/τ計算面雨量強度。通過對已有大量水文氣象資料分析，充分運用數理統計和成因推理方法，分析暴雨特征統計參數。

（編輯：左英勇）

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