本溪地区暴雨衰减指数分析

孙岩（辽宁省本溪水文局，辽宁 本溪 117000）



本溪地区暴雨衰减指数分析

孙岩
（辽宁省本溪水文局，辽宁 本溪 117000）

［摘 要］为了推算本溪地区太子河水系、浑江水系暴雨衰减指数n值的合理定量，提高设计洪水的精度。用本溪站、桓仁站50年自记降雨资料，推求暴雨衰减指数n值，以供小流域（100 km2以下）河流的设计洪水分析计算使用。

［关键词］本溪地区；暴雨衰减指数；暴雨强度

本溪市位于辽宁省东南部，属大陆性气候。地区内多为山地，河流纵横，流域面积在100 km2以上河流30余条。流域面积在50～100 km2之间的中小河流600余条。对于中小河流，主汛期局地暴雨易发，山洪多发，且水文监测站网严重不足，从而很容易成为防汛指挥决策的一个信息盲区。由此，中小河流暴雨、洪水的推算就显得尤为重要，而中小河流洪水的推算精度又依赖于暴雨衰减指数n值的正确与否，通常采用的方法是应用经验数值，经验数值由于受试验流域、降水等代表性的局限，推算的设计洪水误差较大。文中以介绍一种暴雨衰减指数n值的推算方法，以太子河本溪站、浑江桓仁站的样本资料来推算太子河水系、浑江水系的暴雨衰减指数n值，满足设计洪水计算的精度要求。

1　本溪地区自然地理概况

1.1太子河水系自然地理概况

太子河属辽河一级支流，是本溪境内最大的河流，全长464 km，流域而积13 720.70 km2，年平均径流量26.86亿mm3。太子河的水源有南北两支。南支的源头在本溪县东营坊乡羊湖沟草帽顶子山麓，北支的源头在新宾满族自治县平顶山镇鸿雁沟，两支流到本溪县马家崴子汇合成一股，蜿蜒西下。干流流经本溪县、本溪市区，境内河长168 km，流域面积4 000 km2。在本溪境内有大小支流70多条，流域面积大于100 km2有5条，较大的支流为细河、小汤河、三道河。流域内河道大多狭窄，坡度较大，河床多数由卵石和砂砾组成，断面比较稳定，径流来源主要靠降水补给。

1.2浑江水系自然地理概况

浑江是鸭绿江在中国一侧最大支流，发源于吉林省境内长白山支脉龙岗山西老岭西北岔等3条河流，在浑江市三岔子镇汇合后称浑江。全长447 km，总流域面积15 381 km2。东北邻第二松花江，北是辉发河，西为太子河，西南靠□河。干流流经桓仁县7个乡（镇），境内河长162 km，流域面积3 547 km2。在桓仁境内有大小支流70多条，流域面积大于100 km2有7条，较大的支流为富尔江、大二河、雅河。流域内河道大多狭窄，坡度较大，河床多数由卵石和砂砾组成，断面比较稳定，径流来源主要靠降水补给。

2　资料的选用及统计

利用本溪站、桓仁站的自记降雨资料选用独立取样法，推求不同频率条件下的暴雨衰减指数n值。

统计历年各时段（10，30，1，3，6，12，24）年最大降雨量，每一个时段作为一个系列，进行频率分析计算，以本溪站为例，如附图1。再将各时段频率曲线点绘在同一张频率格纸上进行比较，取p=1% 和p=2%的频率值在双对数格纸上点绘～曲线，如附图2，3。

3　暴雨衰减指数n值计算

图1　本溪站特征时段设计暴雨频率图

图2　桓仁站雨强关系图

图3　本溪站雨强关系图

暴雨衰减指数n值是反映该地区暴雨强度特性的参数，随着地形、气候、海拔等条件不同，在地区上有一定的变化规律。由上图可以看出，本溪站、桓仁站各时段频率曲线的Sp～tc曲线其形状、趋势基本一致，而且有明显的三个折点。桓仁站即浑江水系，在第三个时段（1 h）、在第五个时段（6 h）、在第六个时段（12 h）处，本溪站即太子河水系，在第三个时段（1 h）、在第四个时段（3 h）、在第五个时段（6 h）处。由此可见：暴雨衰减指数n值分四段计算。桓仁站即浑江水系：设t≤1 h为n1，1 h≥t≥6 h为n2，6 h≥t≥12 h为n3，12 h≥t≥24 h为n4。本溪站即太子河水系，设t≤1 h为n1，1 h≥t≥3 h为n2，3 h≥t≥6 h为n3，6 h≥t≥24 h为n4，以暴雨计算公式推求不同时段的n值。

暴雨计算公式为：

公式反映了时段平均雨强i、历时t和频率间的关系。

式中：pt——时段降雨量，mm；Sp——暴雨平均强度，mm/h；i——时段平均雨强，mm/h；t——暴雨历时，h；n——暴雨衰减指数。求得的n1，n2，n3，n4值见下表。

浑江 桓仁各历时最大样法n值成果表

太子河 本溪各历时最大样法n值成果表

由上图可知：本溪地区的浑江水系，雨强基本呈随历时增大而递减的趋势。即n1＜n2，n2＞n3，n3＜n4。太子河水系，雨强基本呈随历时增大而递减的趋势。即n1＜n2，n2＞n3，n3＜n4。具体反映了浑江水系，当暴雨历时t≤6 h时，雨强递减快，当暴雨历时t≥6 h时雨强递减慢。太子河水系，当暴雨历时t≤3 h时，雨强递减快，当暴雨历时3 h≥t≥6 h时雨强递减慢，当暴雨历时t≥6 h时，雨强递减快。

4　结语

文中只计算了频率为p=1%，p=2%的设计暴雨。桓仁地区（浑江水系）暴雨衰减指数，当暴雨历时t≤1 h时为n1=0.688；1 h≥t≥6 h时，为n2= 0.772；6 h≥t≥12 h时，为n3=0.037，12 h≥t≥24 h时，为n4=0.110。本溪地区（太子河水系）暴雨衰减指数，t≤1 h时，为n1=0.335；1 h≥t≥3 h时，为n2=0.425；3 h≥t≥6 h时，为n3=0.069；6 h≥t≥24 h时，为n4=0.337。其他频率的暴雨衰减指数采用同样方法可计算。n值大小浑江流域和太子河流域有明显的差异，应根据具体情况计算使用。

［中图分类号］TV12

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）02－0035－02

［收稿日期］#2015-08-04