馬 增

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基于皮爾遜Ⅲ型曲線對科米卡礦區(qū)的降雨量計算*

馬 增1, 2

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

利用皮爾遜Ⅲ型曲線對于概率事件預(yù)測的優(yōu)越性，根據(jù)剛果(金)當?shù)赜^測的降雨量數(shù)據(jù)，對剛果(金)科米卡礦區(qū)的降雨量進行預(yù)測，得到當?shù)?00年一遇和50年一遇的雨量，為當?shù)氐V業(yè)安全開采及農(nóng)業(yè)建設(shè)提供了數(shù)據(jù)支持。

皮爾遜Ⅲ型曲線；科米卡礦區(qū)；降雨量計算

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

在剛果(金)科米卡礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析項目中，應(yīng)用P-Ⅲ型曲線對當?shù)赜邢薜慕涤暧^測資料進行計算和預(yù)測，與當?shù)厮默F(xiàn)象同樣能夠較好擬合。

對當?shù)氐墓こ碳稗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有一定幫助，有利于推動一帶一路的發(fā)展。

1 礦區(qū)降雨量

科米卡礦區(qū)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(qū)，礦區(qū)內(nèi)氣候?qū)贌釒Ц咴瓪夂?，氣?.2℃～31℃。根據(jù)氣候特點及降雨量，礦區(qū)分為旱季、雨季兩個季節(jié)，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(jīng)常發(fā)生。據(jù)以往地勘報告描述，區(qū)內(nèi)日最大降雨量可達243 mm，年平均蒸發(fā)量在1500 mm以下。區(qū)內(nèi)旱季時主要是較強勁的東南風(fēng)，風(fēng)速大約40 km/h，最大風(fēng)速可達75 km/h。雨季時風(fēng)力發(fā)生變化，主要是西北風(fēng)及西南風(fēng)，風(fēng)力較弱，約為5～20 km/h，最大風(fēng)速40 km/h。

從杰卡明礦業(yè)公司內(nèi)部收集了科米卡亞礦區(qū)2010年10月～2017年2月的降雨量資料，區(qū)內(nèi)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(guān)資料表明，每年降雨量的規(guī)律性比較強，旱季和雨季降雨量相差較大。

根據(jù)杰卡明礦業(yè)公司內(nèi)部收集的科米亞地區(qū)氣象資料，礦區(qū)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(qū)2010～2017年雨季正常降雨量及天數(shù)統(tǒng)計

從表1可以看出，礦區(qū)多年雨季日平均降雨量為10.55 mm。

2 設(shè)計頻率日暴雨量

根據(jù)提供的科米亞礦區(qū)2010～2017年連續(xù)8 a觀測的每年一日最大降水量(見表2)，根據(jù)皮爾遜三型曲線對降雨預(yù)測的要求，計算出值及相應(yīng)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(qū)2010～2017年一日最大降雨量計算結(jié)果

查皮爾遜III型頻率曲線值表，利用EXCEL強大的數(shù)據(jù)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(jié) 論

(1)由于當?shù)赜^測設(shè)施不夠齊全，降雨資料較少，統(tǒng)計結(jié)果未必能夠真實反映當?shù)氐慕涤昵闆r，但計算的結(jié)果對當?shù)氐纳a(chǎn)生活具有一定的借鑒及參考意義。

表4 科米亞地區(qū)不同頻率的日最大降水量

(2) 計算結(jié)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。

[1] 李醒民.皮爾遜的歷史研究和編史學(xué)觀念[J].自然科學(xué)史研究,2002,21(4):254?369.

[2] 華北有色工程勘察院有限公司,科米卡礦業(yè)簡易股份有限公司.剛果(金)加丹加省卡莫亞銅鈷礦區(qū)供水水文地質(zhì)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(zé)任公司,科米卡礦業(yè)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(yōu)化研究報告[R].長沙:長沙礦山研究院,2017.

[4] 地質(zhì)礦產(chǎn)部水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究隊.水文地質(zhì)手冊[M].北京:地質(zhì)出版社,1978.757?759.

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[6] 劉秀花,黃興國.基于皮爾遜?Ⅲ型曲線的渭水水質(zhì)歷時評價研究[J].灌溉排水學(xué)報,2004,23(6):49?51.

[7] 黃振平.水文統(tǒng)計學(xué)[M].南京:河海大學(xué)出版社,2003.

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湖南省重點研發(fā)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(shù)研究，Email：mazeng1540@ 163.com。