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甘肃卓尼县暴雨统计参数计算及合理性分析

2017-12-20

地下水 2017年5期
关键词:卓尼县大峪雨量站

(甘肃临洮水文水资源勘测局红旗水文站,甘肃 临洮 730500)

甘肃卓尼县暴雨统计参数计算及合理性分析

何秋明

(甘肃临洮水文水资源勘测局红旗水文站,甘肃 临洮 730500)

甘南州卓尼县地处青藏高原东部,位于甘肃省甘南藏族自治州东南部,属黄河主要支流洮河流域,属洮河中游区。境内车巴河、卡车沟河、大峪沟、康多峡河等大小26条支流呈网状分布,水流充足,,地表水资源总量达14.461亿 m3,地下水蕴藏丰富。境内设多坝水文站、大峪牧场雨量站和大日卡雨量站三处主要水文站点,在收集各水文站1958~2012 年期间10 min、30 min、1 h、3 h、6 h、24 h时段长系列最大暴雨雨量资料基础上,对该县历年暴雨统计参数进行计算,并对结果合理性进行分析。结果显示,根据卓尼县各水文雨量站暴雨参数计算结果,经与《甘肃省暴雨洪水图集》和《甘肃省暴雨特性研究》中的参数值分析比较,计算值与历年统计结果基本接近。各时段雨量均值随时段增长而增加,各时段最大雨量系列的最大值也随时段的增长而增加,最大值也随时段的增长而增加,在其它影响因素相同的条件下,长历时暴雨只能大于或等于较短历时暴雨量。经分析,符合该地区的暴雨特性。

暴雨统计参数;计算;合理性分析;卓尼县

1 卓尼县概况

1.1 地理概况

甘南州卓尼县地处青藏高原东部,位于甘肃省甘南藏族自治州东南部,县域属秦岭东西向复杂构造带的西部。地貌大部分为中低山地形,地势西南高,东北低。东西长115 km,跨经1°22′,南北宽113 km,跨纬1°。最高点为南部札伊克嘎峰,海拔4 920 m,最低为东北部藏巴哇地区,海拔2 000 m,高低相差2 920 m。该县南部为东西走向的迭山山脉,构成县境内的屋脊;迭山以北为洮河水系切割的中岱地形,除海拔3 600 m以上部分为裸露岩石外,其余为茂密森林和山地草场,河谷地带则形成许多冲淤滩地;中部为高原丘陵地

貌为主,河谷开阔;北部由武当山等诸多山峰形成北部屏障,呈破碎的高山地貌形态。

1.2 气象水文

卓尼县属黄河主要支流洮河流域,属洮河中游区。年均气温4.6℃,年均降水量580 mm,无霜期119 d,属高原性大陆气候,寒冷湿润,四季不明,山高林多湿度大。洮河自西向东分两段贯穿县境,流长174 km。境内车巴河、卡车沟河、大峪沟、康多峡河等大小26条支流呈网状分布,水流充足,流量稳定,水质清洁,落差集中,地表水资源总量达14.461亿 m3,地下水蕴藏也比较丰富。卓尼县境内设有多坝水文站(含降水)、大峪牧场雨量站和大日卡雨量站,各站点设立时间及监测项目见表1。

表1 卓尼县水文站和雨量站一览表

2 区域暴雨统计参数计算

2.1 观测仪器及年限

多坝水文站(含降水)降雨量采用20 cm自记雨量计观测,收集到1958年~2012年10 min、30 min、1 h、3 h、6 h、24 h时段最大点雨量资料,资料系列年限52 a,其中1958年,1962年、1966年10 min、30 min、1 h、3 h无资料外,其余资料齐全。大峪牧场雨量站采用20 cm人工雨量筒观测,收集到1974~1998年6 h时段最大点雨量资料,资料系列年限25 a;1966~1998年24 h时段最大点雨量资料,资料系列年限33 a。大日卡雨量站采用20cm人工雨量筒观测,收集到1974~1998年6 h时段最大点雨量资料,资料系列年限25 a;1960~1998年24 h时段最大点雨量资料,资料系列年限39 a。

2.2 暴雨统计参数计算

统计参数的计算公式为:

依据卓尼县各雨量站不同时段多年最大点雨量系列资料,分别计算多坝、大峪牧场、大日卡雨量站10 min、30 min、1 h、6 h、24 h多年最大点雨量的平均值、变差系数Cv值和偏差系数Cs值,计算结果见表2。

表2 卓尼县各雨量站各时段最大点雨量参数计算值统计表

2.3 暴雨统计参数取值

从已有文献资料《甘肃省暴雨洪水图集》(甘肃省水利厅,1988年)和《甘肃省暴雨特性研究》(甘肃省水文局,2004年)中收集整理到甘肃省卓尼县范围内多坝、大峪牧场、大日卡雨量站最大10 min、30 min、1 h、3 h、6 h、24 h年最大点雨量对应的统计参数(均值 、变差系数Cv、偏态系数Cs),见表3。

表3 卓尼县各雨量站文献成果中暴雨参数取值统计表

图1 多坝站10 min最大点雨量频率曲线图

2.4 暴雨统计参数确定

(1)多坝站:参照已有相关文献成果中多坝站各参数取值,结合当地暴雨特性,运用P-III型频率曲线、采用目估适线法对该站各时段最大点雨量参数进行分析,频率曲线图见图1~图6,计算结果见表4。

图2 多坝站30 min最大点雨量频率曲线图

图3 多坝站1 h最大点雨量频率曲线图

图4 多坝站3 h最大点雨量频率曲线图

图5 多坝站6 h最大点雨量频率曲线图

图6 多坝站24 h最大点雨量频率曲线图

时段年数P计算值适线值CvCsCs/CvCvCsCs/Cv10min5210.40.440.982.20.441.543.530h5217.50.460.861.870.471.643.51h5221.10.461.262.740.471.884.03h5221.10.461.262.740.441.984.56h5531.90.401.162.900.401.403.524h5539.30.300.782.600.311.093.5

(2)大峪牧场站:参照已有相关文献成果中大峪牧场站各参数取值,结合当地暴雨特性,运用P-III型频率曲线、采用目估适线法对大峪牧场站各时段最大点雨量参数进行分析,频率曲线见图7和图8,计算结果见表5。

图7 大峪牧场站6 h最大点雨量频率曲线图

(3)大日卡站:参照已有相关文献成果中大日卡站各参数取值,结合当地暴雨特性,运用P-III型频率曲线、采用目估适线法对大日卡站各时段最大点雨量参数进行分析,频率曲线图见9~图10,计算结果见表6。

图8 大峪牧场站24 h最大点雨量频率曲线图

时段年数P计算值适线值CvCsCs/CvCvCsCs/Cv6h2318.50.370.611.650.381.524.024h3032.20.240.870.830.250.883.5

表6 大日卡雨量站各时段最大点雨量参数统计表

图9 大日卡站6 h最大点雨量频率曲线图

图10 大日卡站24 h最大点雨量频率曲线图

3 暴雨统计参数的合理性分析

根据卓尼县各水文雨量站暴雨参数的计算结果,经与《甘肃省暴雨洪水图集》(省水利厅,1988年)和《甘肃省暴雨特性研究》(省水文局,2004)中的参数值分析比较,计算值与历年基本接近。资料系列年限在20年以上的,其参数都趋于稳定,说明资料系列越长越具有代表性。各时段雨量均值随时段增长而增加,各时段最大雨量系列的最大值也随时段的增长而增加,各时段最大雨量系列的最大值也随时段的增长而增加,在其它影响因素相同的条件下,长历时的暴雨只能大于或等于较短历时的暴雨量。变差系数Cv值一般随时间的增加而减小,各单站Cv值变化趋势大体一致,有个别数值差异,是因为参考文献中的Cv值为调整后的适线值。本次计算的参数值,经分析,符合该地区的暴雨特性。鉴于Cv值的随意性较大,未作调整。从Cs的计算结果来看,地区分布规律及历时的关系没有明显的趋势,本次Cs/ Cv值在2.0~4.5之间,与《甘肃省暴雨特性研究》结果中的取值基本一致,所以本次Cs/ Cv统计参数取值合理。

4 结语

甘肃省山洪灾害分布范围广,发生频率高,灾害损失严重,是全国山洪灾害重点防治地区之一。2010年舟曲“8.8”特大山洪泥石流灾害、2012年岷县“5.12”山洪泥石流灾害以及2013年天水“7.25”暴雨地质灾害造成了人民群众生命财产与基础设施的巨大损失。针对甘肃省洪灾多发、频发和易发的特点,提出了适合甘肃山洪灾害治理工作方式和具体对策,组织开展了一系列行之有效的防洪工作,最大限度减轻了山洪灾害造成的生命财产损失。而对暴雨参数的计算分析是防洪工作中一项最根本的基础工作。通过对卓尼县历年暴雨统计参数进行计算,并对计算结果合理性进行分析,经与《甘肃省暴雨洪水图集》和《甘肃省暴雨特性研究》中的参数值分析比较,发现计算值与历年统计结果基本接近。资料系列年限在20年以上的,其参数都趋于稳定,说明资料系列越长越具有代表性。研究结果对于卓尼县防洪减灾工作及人民群众安全提供依据。

[1]潘俊夫. 红古区历史洪水调查分析[J].甘肃水利水电技术.2016.(11):1-4.

[2]熊雅丽. 临夏县点暴雨参数的计算与分析[J].农业科技与信息.2016.(19):146-148.

[3]曹晓莉.新疆渭干河流域“8.1”特大洪水分析[J].地下水.2017.(2):101-102.

P333.2

B

1004-1184(2017)05-0157-04

2017-06-10

何秋明(1970-),男,甘肃临洮人,工程师,主要从事水文水资源、水文测验,水情报讯等工作。

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