云南省暴雨洪水查算实用手册92年版 - 图文 联系客服

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云南省暴雨洪水查算实用手册1992年版 YNQJNYSJY

n——实测系列的年数。 (2)各时段点暴雨均值计算

n

H?1/n*?Hii?1

(3)变差系数

Cv?1*H

?(Hi?H)i?1n(n?1)暴雨参数H、Cv采用适线值。 2.成果的合理性检验

为达到在现有资料条件下尽可能地提高成果精度,有必要作合理性的检查。做法是:将单站各时段暴雨频率曲线同绘于一张频率纸上,经协调,使各频率曲线互不交叉且线间保持合理的差值。另据157站Cv与历时T关系线,有147站Cv最大值发生在6小时附近,这与24小时暴雨主要集中在6小时以内是相吻合的。Cv值的变化属下列情况均属合理:随着降雨历时的增长,Cv减小;或在Cv~T(历时)曲线上,Cv值两端小,中间大;或短历时小,以后渐趋稳定。对流域而言,Cv值有自上游向下游逐渐减小的一般规律。在进行了这些方面的合理性检查,便可着手绘制暴雨参数等值线。

3.暴雨等值线的绘制

鉴于我省复杂的地形和气候条件,在绘制暴雨等值线时参照了下述的有关因子,因此而勾绘之暴雨等值线才能真正反映了高原山区的特性:

(1)据水汽入流图。如滇东北往往是四川盆地丰沛水汽入侵我省的强盛地带,等值线顺山脉、河谷呈南北向。

(2)据地貌类型、山脉、高程概化图。我省南部的中、低山区位于西南、东南暖湿气流的前缘,等值线呈东西向;等值线应尽量避免横穿较完整的高山屏障,如高黎贡山、哀牢山等。

(3)特殊地形对暴雨的作用。

(4)利用全省各区暴雨站点均值与高程关系图,勾绘无资料地区的等值线。

(5)以均值H与Cv关系来勾图。其一般规律是:H大,Cv小;反之H小,Cv大。

4.暴雨公式的建立

由多数站点时深关系,将关系线归纳为四段:1小时以下、1~6小时、6~24小时和24~72小时。相应的递增指数(即1-n,n为衰减指数)分别以N1、N2、N3和M表示。由此推导得一组暴雨公式:

1小时以下:Ht<1=H24*24?N3*6?N3?N2*t?N1

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1~6小时:H1-6=H24*4?N3*6?N2*t?N2 6~24小时:H6-24=H24*24?N3*t?N3 24~72小时:H24-72=H24*24?M*t?M

其中:N1=1.285lgH60/H10 ,N2=1.285lgH6/H1 ,

N3=1.661lgH24/H6 ,M=20196lgH72/H27 。 式中:Hi——各时段的暴雨量,

t——1小时以下以分钟计,1小时以上以小时数。

同时,我们对暴雨递增指数N1、N2、N3和M分别绘制了四张等值线图。

5.暴雨等值线图的合理性分析和修正 (1)定量检查。

a.对经纬线151个交叉点用查暴雨等值线图与暴雨公式计算暴雨这两种方法作对比检查,然后,适当调整等值线,使两法成果的误差≤5毫米;

b.各时段暴雨等值线也应遵循“长包短,大包小”的原则; c.用N、N万值对H、Cv等值线图协调检查,使△N、△N万尽可能在±0.15以内。即用:△N=N6-24-N1-6=N3-N2、△Np=0.01%=N3 p=0.01%-N0.01%。

2 p=

d.以实测最大暴雨重现期检查、修正H、Cv等值线图。 (2)定性检查。

a. N值等值线图间的检查,其一般规律:N1>N2≥N3≥M;

b. H等值线图与相应的Cv图、不同时段的Cv图间的合理性检验。 1、6、24小时暴雨统计参数等值线图见附图1~附图6。

三、 洪水

(一) 洪水特性

我省除滇西北一小部分地区有融雪水外,大部分地区的洪水均由降水形成,两者具有良好的对应关系。洪水大致具有以下特征:

1. 汛期一般始于5月,结束于10月,个别年份迟至11、12月。一般而言,滇东、滇东北洪水早于滇南、滇西南,而汛期则短于后者。洪水以6~8月居多,对20个水文站473场洪水统计,6~8月洪水发生频次占80.5%,其中又以8月为最多,出现频次占40.1%,其次是7月,比重为27.5%。因此,7、8月是我省洪灾频繁发生的时期。

2. 不对称的洪水过程。退水段历时往往是涨水段的数倍、数十倍。山区中小流域地面径流陡涨陡罗,反映了山区河流落差大、水流急的特点。

3. 汛期雨日多,雨强不大,造成洪水多为复峰,往往前一个峰未退完,后一个峰又叠加其上,特别在雨水充沛的滇西、西南边境一带,汛期是一个长历时

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的洪水过程,不易分割。

4. 丰富的地下水。地下水量一般约占总径流量的30%以上,尤其在灰岩区、滇西及西南火成岩、花岗岩风化带,大者可达30~40%。地下退水历时可达2~3月之久。

5. 洪水空间分布的不平衡。因受地形和气候条件的影响,大面积的洪水并不多见,一般以单一河流出现的洪水为多。长历时的降雨易造成大范围的洪水,如1966年9月全省性的大洪水;而局地洪水则往往是历时短、强度大的局部暴雨所致,也是造成了相邻河流年最大流量出现日期并不一致的主要原因。如松华坝水库上游小河站与甸尾站位于相邻主支河流,直线距离仅数公里,1979年前的26年同步水文资料中,小河站出现年最大流量达11次,8月发生6次;甸尾站7月出现年最大流量仅7次,8月则为11次。 (二) 产流计算及参数地区综合

雨量降至地面,扣除了植物截流、填洼量及土壤中的持水量等损失后,经过坡地漫流,河网汇流,在流域出口断面形成了径流过程,这就是洪水部分中需要解决的2个问题:产流和汇流的分析计算。

产流计算的内容有:次洪径流量的计算、流域平均雨量及蓄水量的计算、降雨径流相关图建立和参数的地区综合。

1. 单站降雨径流相关图

我省属湿润、半湿润地区,由洪水特性,产流过程符合蓄满产流理论,因而采用建立降雨径流相关图计算次洪径流量。关系图形式为:

P+W0-E~R

式中:P——流域平均降雨量, W0——起涨前土壤蓄水量, E——雨期流域蒸散发量, R——本次降雨的径流量。

(1)资料的使用情况。在小河站点稀少和资料系列短缺的情况下,凡具有5年以上水文资料的中小河流水文站都被选用。本次产流计算共选择了49个代表站,分析了1008场洪水,水文资料使用至1979年。代表站面积统计如下表

表1 面积级(km2) 站数 4 <50 50~ 100 1 100~ 300 11 300~ 500 7 500~ 700 13 700~ 1000 10 1000~ 1807 3 49 总计 各代表站摘自3~5天大、中水年的水文资料,并点绘各汛期逐日平均流量过程线,按照尽可能挑选孤立洪峰和易于分割之复峰的原则,选择20场以上的

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洪水作为产流计算的依据。

当代表站上游受水利工程影响严重,还原计算有困难者,仅采用建库前的水文资料。

雨量资料的使用:受雨量站不配套的局限,只有123个水文站、气象站和雨量站的资料可供使用。摘录与洪水相对应的雨量资料,以计算流域平均雨量。

(2)次洪径流深R的计算

R是指本次降水所形成的径流总量。计算中必须坝不属于本次的前期径流和基流分割出来,首先就要寻找流域的退水规律,以便坝前期洪水分割掉。其次是探索基流的变化过程和流域最大基流值。

流域的总退水曲线是流域中已有水量的消退曲线,鉴于地下水曲线比较稳定的特点,采用的方法是:在历年实测流量资料中,选择退水期无雨或有小于蒸发量的小雨退水段,建立以月份M或洪峰流量Qm为参数的相邻时段流量相关图,见图(3)。有此关系,就可进行洪水分割,见图(4)

图3 前后时段流量相关图 图4 前期洪水基流分割示意图 b.基流的分割。基流是深层地下水的补给量,在湿润地区,地下水补给

丰沛,致使流量过程线退水延续时间很长,必须把不属于本次降雨所造成的基流扣除。

由实际资料,流域的基流虽是一个比较稳定的数值,在一年中,随着汛

期的来临、结束,基流呈现由小到大,又由大渐小的过程。针对这一特点,按水文年不同阶段退水趋势稳定最小值,连结成缓变的基流线。以此线即可把基流量分割出来,见图(5)。在进行了洪水过程和基流的分割后,就可以计算面积ABCD即本次径流量R。