丹江上游區域暴雨參數分析

張奕華

摘要:根據丹江上游區域代表站板橋水文站1975～2012年的實測降水資料，分析該區域暴雨參數,推求不同時期短歷時暴雨強度公式a=Sp/tn中的雨力Sp和暴雨衰減指數n1和n2數值。

關鍵詞:丹江上游板橋水文站降水資料雨力暴雨衰減指數

中圖分類號：TV122+.1 文獻標識碼： A

1．概述

1.1．說明

丹江是漢江的一級支流，板橋水文站設在丹江上游，控制河長34km,控制流域面積493 km2，該流域地處秦嶺南麓的商洛山中，地形特點為西北高東南低，區內森林植被較好。由于北部有秦嶺高山阻擋，夏季東南及南部的暖濕氣流常會帶來大量的水汽，加上地勢起伏懸殊，相對高差大，受地形抬升作用，常常形成局部暴雨。該站多年平均降雨量729.0mm，年際間變化較大；降雨季節變化明顯，夏季6—8月的降雨量約占年降雨量的40%--60%，汛期5～10月的降雨量約占年降雨量的80%--90%。《商洛地區實用水文手冊》是上世紀80年代初編制，距現在實測資料系列已延長了30多年，有必要用更長系列的實測資料系列對該站的有關暴雨參數進行律定。

1.2．資料收集

板橋水文站為丹江上游區域代表站,統計板橋水文站1975～2012年的短歷時暴雨年最大實測系列,即年最大10、20、30、45分鐘和1、3、6、12、24小時的實測降雨資料。

1.3．資料審查

根據實測資料分析，一致性、可靠性、代表性三性審查，確定資料的可應用程度。

2．暴雨公式參數分析

2.1．頻率計算

對板橋水文站1975～2012各歷時歷年最大暴雨量應用矩法計算均值、變差系數Cv等統計參數,用計算得到初值應用P～Ⅲ型曲線目估適線，推求各歷時各頻率暴雨量。詳見表1:板橋水文站頻率計算成果表。

表1板橋水文站頻率計算成果

2.2．成果合理性分析

各歷時暴雨量均值隨歷時增加均值逐步遞增，Cv值24小時最大，Cv/Cs均為3.5，符合我國暴雨特性和地區分布規律。各種歷時頻率計算統計參數詳見表2：板橋水文站各歷時降水量統計參數。

表2板橋水文站各歷時降水量統計參數

3．參數分析

3.1．暴雨平均雨強計算αt

將不同歷時不同頻率的暴雨值代入公式得不同歷時不同頻率的暴雨平均強度αt。各歷時不同頻率暴雨平均強度αt詳見表3: 板橋水文站各種歷時不同頻率暴雨平均強度統計表。

表3 板橋水文站各種歷時不同頻率暴雨平均強度統計表

3.2． Sp和n1、n2推求

雨力Sp即為最大1小時暴雨的平均強度。在雙對數坐標紙上點繪各個頻率時段暴雨平均強度與歷時t關系點。各頻率暴雨平均強度與歷時t關系圖見附圖1、2。在關系線上以1小時為分界定出兩條直線斜率即分別為小于1小時和大于1小時的暴雨衰減系數n1和n2。直接量算得各頻率的n1和n2值。各頻率暴雨衰減指數n1、n2詳見表4：各種頻率雨力統計表。

表4 板橋水文站各種頻率雨力統計表

附圖1:1%～10%暴雨平均強度與歷時t關系圖

附圖2:20%～95%暴雨平均強度與歷時t關系圖

4.3．成果合理性分析

從圖1、圖2的at～P～t關系可以看到各折線間基本平行，說明暴雨衰減指數n值隨頻率P無明顯變化，折點出現在t=1小時處。由表4可以看出各歷時雨力Sp隨頻率的增大逐漸減小，符合一般暴雨特性規律；各頻率平均暴雨衰減指數n1=0.46、n2=0.77，與全國n1和n2值分別在0.5和0.7左右的成果相符合。

通過上述分析可以確定本次計算結果合理可靠。

5．參考文獻

《工程水文及水利計算》