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涇河源站160824暴雨洪水調(diào)查分析

2017-02-21 19:41張寧
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年36期
關(guān)鍵詞:洪水暴雨分析

張寧

摘 要:通過對160824暴雨洪水的調(diào)查,與《寧夏暴雨圖集》計算值進(jìn)行了對比,分析了調(diào)查值比計算值偏小原因。在無資料地區(qū),在應(yīng)用當(dāng)?shù)乩碚摴交蚪?jīng)驗公式時應(yīng)考慮水利工程、前期降雨量及因人類活動造成下墊面變化等方面的影響因素,使計算值符合實際情況。

關(guān)鍵詞:暴雨;洪水;分析

1 降雨分析

1.1 降雨實況

受區(qū)域強對流天氣影響,2016年8月24日19:00左右,涇源縣局部范圍出現(xiàn)強降雨過程,強降雨過程主要集中在24日19:10至20:10,降雨沿涇河?xùn)|岸由北向南推進(jìn),暴雨中心在涇源縣涇河源鎮(zhèn),日降雨量為118.2mm,本次暴雨共收集11站降雨量資料,代表站日降雨量19.4~118.2mm,見表1。

1.2 暴雨強度

根據(jù)國家氣象局制定的《降水量等級》(GB/T 28592-2012)標(biāo)準(zhǔn),本次各代表站各統(tǒng)計時段內(nèi)降雨量多在12小時以內(nèi),可按12小時降雨等級標(biāo)準(zhǔn)來劃定本次降雨強度。

根據(jù)收集的雨量資料,該場降雨歷時在12小時以內(nèi),主雨歷時在3小時左右,涇河源水文站為暴雨中心,且強度大,監(jiān)測到日雨量為118.2mm,見表2。

1.3 暴雨籠罩面積

本次降雨1h大于30mm籠罩面積193.6km2,大于50mm籠罩面積20.4km2,大于70mm籠罩面積2.0km2;6h大于60mm籠罩面積113.6km2,大于70mm籠罩面積30.4km2,大于90mm籠罩面積9.6km2,大于110mm籠罩面積2.4km2,見表3。

1.4 暴雨重現(xiàn)期

分別按1h、6h降雨量頻率計算各代表站重現(xiàn)期。根據(jù)寧夏最新暴雨圖集點雨量均值等值線圖,查算得暴雨中心1小時降雨量均值為23.0mm、CV=0.60、CS=3.5Cv;6小時點雨量均值45.0mm,CV=0.54、 CS=3.5Cv,計算各代表站重現(xiàn)期,見表4。

2 洪水分析

2.1 洪水實況

8月24日19:00左右從黃花鄉(xiāng)到二龍河一帶發(fā)生了暴雨,暴雨中心在涇河源鎮(zhèn),雨量為118.2mm,造成沙南、香水河、龍?zhí)端畮靿蜗碌葦嗝姘l(fā)生洪水。調(diào)查到沙南洪峰流量36.4m3/s,洪水從20:35開始起漲;香水河洪峰流量2.54m3/s,洪水從20:00開始起漲;龍?zhí)端畮靿蜗潞榉辶髁?.84m3/s,洪水從19:50開始起漲。

2.2 實測洪水

涇河源站24日19:20分開始起漲,至20:30實測最大洪峰流量3.99m3/s,到26日8:00,洪水基本落平,洪水歷時約37小時,洪水總量為19.23萬m3。

2.3 調(diào)查洪水

根據(jù)洪水情況本次選擇了4各斷面進(jìn)行了洪水調(diào)查,各調(diào)查斷面洪峰流量和洪水總量及涇河源站實測流量成果見表5,各斷面洪水演變情況見圖1。

3 暴雨洪水分析

3.1 斷面上游水利工程情況

沙南站斷面以上有龍?zhí)丁⑽鲘{、臥龍山水庫,水庫基本情況進(jìn)行了統(tǒng)計見表6,經(jīng)調(diào)查8月24日西峽、臥龍山水庫均未下泄流量,因調(diào)查斷面受水利工程影響,需扣除水庫面積。

3.2 產(chǎn)流面積及參數(shù)選擇

因各調(diào)查斷面上游水利工程均末有洪水下泄,采用《寧夏暴雨圖集》計算產(chǎn)流面積時,扣除各調(diào)查斷面上游水庫面積,即為各斷面實際產(chǎn)流面積,在本次1h、6h降雨量等值線圖上量算出各調(diào)查斷面1h、6h面降雨量,在等值線圖上查出清渾比,量算斷面的概化河長,見表7。

3.3 暴雨推算洪水

依據(jù)《寧夏暴雨圖集》提供的方法, 計算出斷面1h、6h面平均雨量,然后將面雨量按降雨過程進(jìn)行分配,最后計算產(chǎn)流和匯流。產(chǎn)流計算采用扣損法,即 Ri=Hi-fi

3.4 調(diào)查洪水與推算比較

對調(diào)查、實測及采用圖集計算的洪峰流量、洪水總量進(jìn)行統(tǒng)計,見表9, 從表中看出,洪峰流量調(diào)查值比圖集推算值偏小30%~1.8倍,香水河斷面偏差最大;洪水總量偏小3.1%~1.1倍,香水河斷面偏差最大。

3.5 前期降雨量分析

本次對涇河流域6各站點各站點8上旬、中旬降雨量統(tǒng)計表見表10。從表中可以看出各站點8月上旬比多年平均降雨量偏小3~8成,中旬均偏小約1倍,說明偏旱嚴(yán)重。

3.6 產(chǎn)流面積的分析

本次用《圖集》計算時沒有考慮下墊面因素的影響,以調(diào)查洪峰流量值為準(zhǔn),其他計算參數(shù)及方法不變,只假設(shè)用不同的面積進(jìn)行試算,直至計算值與調(diào)查值相同或接近,此面積為產(chǎn)流面積,然后可計算出不產(chǎn)流面積折減系數(shù),通過試算折扣系數(shù)范圍在0.40~0.80之間,見表11。

3.7 結(jié)論

對本次暴雨形成的洪水偏小的原因從水利工程、前期降雨量、土壤含水量、流域下墊面等方面進(jìn)行了分析,初步得出以下結(jié)論:

(1)本次降雨過程歷時為12h左右,1h降雨量除涇河源站達(dá)72.5mm,其他站點降雨量在6~38.6mm之間;6h降雨量除涇河源站達(dá)107.2mm,其他站降雨量在17.6~66.6mm,由于暴雨中心涇河源站籠罩面積小,所以本次主雨1h大范圍強度較小,強度小造成大部分水量下滲,是造成洪水偏小的原因之一。

(2)斷面上游水庫、景觀水壩等水利工程及,攔蓄部分水量使洪峰、洪量偏小。

(3)沙南斷面上游大部分區(qū)域為川臺地及低洼地帶攔蓄部分水量使洪峰、洪量偏小。

(4)本地區(qū)8月上旬比多年平均降雨量偏小3~8成,中旬均偏小約1倍,前期持續(xù)干旱,使降雨下滲能力強。

(5)通過考慮下墊面因素的影響,對產(chǎn)流面積的進(jìn)行了試算,不產(chǎn)流面積折減系數(shù)范圍在0.40~0.80之間。

(6)由暴雨形成的洪水受前期降雨量、下墊面、降雨強度、籠罩面積、水利工程等多種因素的影響,所以在采用暴雨圖集計算中要考慮這些因素的影響,合理選擇計算面積、下滲公式,使計算值符合實際。

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