基于皮爾遜Ⅲ型曲線對科米卡礦區的降雨量計算*

馬 增

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基于皮爾遜Ⅲ型曲線對科米卡礦區的降雨量計算*

馬 增1, 2

(1.長沙礦山研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012；2.剛果(金)銅鈷礦產資源開發國際研發中心，湖南 長沙 410012)

利用皮爾遜Ⅲ型曲線對于概率事件預測的優越性，根據剛果(金)當地觀測的降雨量數據，對剛果(金)科米卡礦區的降雨量進行預測，得到當地100年一遇和50年一遇的雨量，為當地礦業安全開采及農業建設提供了數據支持。

皮爾遜Ⅲ型曲線；科米卡礦區；降雨量計算

皮爾遜Ⅲ型曲線最早由英國生物統計學家K.Pearson通過對實測資料統計研究提出，1924年，由美國學者Foster首次將P-Ⅲ型曲線應用到水文現象中，以后得到各國水文學者的廣泛認同。

在剛果(金)科米卡礦區邊坡穩定性分析項目中，應用P-Ⅲ型曲線對當地有限的降雨觀測資料進行計算和預測，與當地水文現象同樣能夠較好擬合。

對當地的工程及農業生產都有一定幫助，有利于推動一帶一路的發展。

1 礦區降雨量

科米卡礦區位于剛果(金)東南部的加丹加高原，地形地貌多為低矮丘陵區，礦區內氣候屬熱帶高原氣候，氣溫4.2℃～31℃。根據氣候特點及降雨量，礦區分為旱季、雨季兩個季節，4～10月份為旱季，11月份到翌年3月份為雨季，大雨及暴雨經常發生。據以往地勘報告描述，區內日最大降雨量可達243 mm，年平均蒸發量在1500 mm以下。區內旱季時主要是較強勁的東南風，風速大約40 km/h，最大風速可達75 km/h。雨季時風力發生變化，主要是西北風及西南風，風力較弱，約為5～20 km/h，最大風速40 km/h。

從杰卡明礦業公司內部收集了科米卡亞礦區2010年10月～2017年2月的降雨量資料，區內年降雨量為863.5～1411.54 mm，年平均降雨量為990 mm，月最大降雨量為341.25 mm(2013年2月)，日最大降雨量為117 mm(2017年4月21日)，2011-2017年平均月降雨量見圖1，相關資料表明，每年降雨量的規律性比較強，旱季和雨季降雨量相差較大。

根據杰卡明礦業公司內部收集的科米亞地區氣象資料，礦區降雨較集中月份的，具體降雨情況見表1。

圖1 KAMBOVE礦氣象站2011～2017年平均月降雨量

表1 科米亞地區2010～2017年雨季正常降雨量及天數統計

從表1可以看出，礦區多年雨季日平均降雨量為10.55 mm。

2 設計頻率日暴雨量

根據提供的科米亞礦區2010～2017年連續8 a觀測的每年一日最大降水量(見表2)，根據皮爾遜三型曲線對降雨預測的要求，計算出值及相應雨量的概率，見表2。

表2 2010～2017年各年最大降雨量表/mm

表3 科米亞地區2010～2017年一日最大降雨量計算結果

查皮爾遜III型頻率曲線值表，利用EXCEL強大的數據處理功能，繪出P-Ⅲ曲線，并將曲線適當延長，得到各概率下的降雨強度(見表4)。

3 結 論

(1)由于當地觀測設施不夠齊全，降雨資料較少，統計結果未必能夠真實反映當地的降雨情況，但計算的結果對當地的生產生活具有一定的借鑒及參考意義。

表4 科米亞地區不同頻率的日最大降水量

(2) 計算結果表明：50年一遇的降雨量為137.39 mm，100年一遇的降雨量為157.48 mm。

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[2] 華北有色工程勘察院有限公司,科米卡礦業簡易股份有限公司.剛果(金)加丹加省卡莫亞銅鈷礦區供水水文地質勘探報告[R].石家莊:華北有色工程勘察院有限公司,2014.

[3] 長沙礦山研究院有限責任公司,科米卡礦業簡易股份有限公司.剛果(金)卡莫亞銅鈷礦南Ⅱ露天采場邊坡優化研究報告[R].長沙:長沙礦山研究院,2017.

[4] 地質礦產部水文地質工程地質技術方法研究隊.水文地質手冊[M].北京:地質出版社,1978.757?759.

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[7] 黃振平.水文統計學[M].南京:河海大學出版社,2003.

[8] GBT 12719-1991.礦區水文地質工程勘察規范[S].

湖南省重點研發計劃項目(2018wk2052).

(2018?11?18)

馬 增(1998—)，男，河南南陽人，助理工程師，主要從事金屬礦山開采技術研究，Email：mazeng1540@ 163.com。