兴城市山洪灾害设计暴雨计算方法

2017-04-13侯晓磊辽宁省盘锦水文局

河南水利与南水北调 2017年3期

□侯晓磊（辽宁省盘锦水文局）

兴城市山洪灾害设计暴雨计算方法

□侯晓磊（辽宁省盘锦水文局）

文章通过对已有的大量水文气象资料进行分析，充分运用数理统计和成因推理方法，分析暴雨特征统计参数；通过山洪灾害发生的原因、小流域时段雨量、暴雨频率和暴雨时程分配等内容,确定和分析了小流域设计暴雨计算方法，并依据公式及典型场次暴雨对时程分配进行剖析和计算，旨在对无资料地区山洪灾害设计暴雨计算有所借鉴作用。

兴城市；山洪灾害；暴雨计算；方法

1 气象及水文特征

兴城市位于辽宁省西南部，居辽西走廊中部偏西、葫芦岛市南部。处中高纬度，属于温带季风型大陆性气候。其特点是冬季以西北季风为主，夏季以东南季风为主，温度变化较大，四季寒湿分明。多年平均降水量606.60 mm，降水量年内分配不均，7-9月份降水量占全年降水量的66%。兴城市从1930年以来发生18次较大洪水，重现期不足5 a，可见深入开展兴城市山洪灾害调查，分析研究山洪灾害设计暴雨计算方法，对保障兴城市山洪灾害防治区内的人民生命财产安全具有十分重要的意义。

2 山洪灾害的成因

兴城市从1930年以来发生18次较大洪水,成因主要有以下几点：高强度的集中降雨是引起山洪灾害最主要的原因；河床狭窄、坡度陡、地表土层薄等原因使山洪洪峰流量大、汇流快；经济社会因素；防灾措施差；防洪工程标准较低。

3 兴城市设计暴雨评价基本信息

评价设计暴雨采用《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》查算，并结合流域内实测资料进行验证，各个流域的基本信息如表1。

设计暴雨计算包括确定和分析小流域时段雨量、暴雨频率和暴雨时程分配三项内容。根据《山洪灾害分析评价技术要求》，暴雨历时分析分为流域汇流时间、常规标准历时2类，兴城市山洪灾害分析评价分析计算了汇流时间、10 min、1 h、6 h、24 h、3 d 6个时段的设计暴雨；暴雨频率选择100 a一遇、50 a一遇、20 a一遇、10 a一遇、5 a一遇5种频率；暴雨时程分配采用兴城市典型暴雨场次资料分析确定。

4 设计暴雨参数计算方法

根据《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，兴城市处于辽宁省水文分区Ⅵ1、Ⅵ2区，从分区图上查找出各流域特征时段（10 min、1 h、6 h、24 h）暴雨均值、变差系数Cv值，模比系数Kp值、汇流参数x、y值、暴雨衰减系数n0p、n1p、n2p值。以白庙子河为例。详见表2。

表1 兴城市计算单元（小流域）信息表

5 设计暴雨量计算

按照《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，并考虑山洪灾害的特点，确定兴城市设计暴雨历时选择10 min、1 h、6 h、24 h、3 d共5种标准降雨历时。

在各流域设计暴雨有关参数获取成果的基础上，按照《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》中设计暴雨计算公式计算各流域设计暴雨。10 min、1 h、6 h、24 h、3 d设计暴雨计算公式如下：

汇流时间τ历时面雨量计算公式如下：兴城市小流域设计暴雨成果表（以白庙子河为例)见表3。

表2 兴城市小流域设计暴雨相关参数表

表3 兴城市小流域设计暴雨成果表

6 设计暴雨时程分配计算

设计暴雨时程分配应按照《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》中的设计雨型进行分析，其他时段的时程分配采用同频率相包的形式，根据汇流时间内的雨序与典型雨序相同的原则进行降雨分配计算。但在《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》中的设计雨型时段长为3 h，历时达14个时段，超过山洪灾害分析评价所针对小流域的汇流时间，满足不了山洪灾害分析评价的需要。所以，本次计算选取本地区典型降雨场次资料分析确定汇流时间设计雨型。

兴城市烟台河流域2010年“8.5”暴雨平均降雨量130.80 mm，暴雨量级高，时空分布不均，暴雨主要集中在中上游，洪水重现期为30 a一遇。本次小流域汇流时间的设计暴雨时程分配采用该场次降雨雨型资料，时段长采用1 h，从降水量最大的时段开始，一左一右取雨型值，共选取10个时段，兴城市各流域选取时段为各自流域汇流时间。兴城市典型场次降雨雨型分布见表4。根据表4计算得出兴城市各流域汇流时间设计雨型。

表4 兴城市典型场次降雨雨型分布表

7 结语

在观测资料充分的地区，利用当地雨量观测系列推求暴雨统计参数，并运用当地暴雨图集和水文手册作为参证，以评价当地资料计算统计参数的合理性，并作适当修正。

兴城市调查评价小流域雨量观测资料短缺或无资料流域，各种历时设计暴雨雨量由《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》查取参数等值线图，查算各种历时设计暴雨雨量，或者根据暴雨公式进行不同降雨历时设计雨量的转化。设计暴雨计算采用PP面=P均×KP×KF公式计算；根据公式ip=Ptp面/τ计算面雨量强度。通过对已有大量水文气象资料分析，充分运用数理统计和成因推理方法，分析暴雨特征统计参数。

（编辑：左英勇）