云南省暴雨洪水查算实用手册92年版(正式版) - 图文(3)

2020-12-07 12:40

云南省暴雨洪水查算实用手册1992年版

求设计流域不同历时、不同面积的设计面雨量。

在全省14个暴雨区划内共选出典型暴雨119场,进行了暴雨等值线、时面深关系曲线的绘制。

1.时面深关系曲线绘制的一般方法

本次仅分析6、12、24小时三个时段、面积为1000km2的时面深关系,时段雨量是以暴雨中心站为准,统计6、12、24小时最大雨量,其周围各站取与中心站对应时段的雨量进行等雨量线的勾绘。本着“长包短、大包小“的原则进行合理性检查,作适当的调整。建立如图(2)单站雨量~历时~面积关系曲线(DAD曲线)。

2.时面深曲线的综合分析

为了全面反映地区暴雨特性,以暴雨区划分区综合。将各场暴雨DAD曲线按同一区绘于一张图上,采用绝对值外包,再换算成相对值,便于应用。以不同历时的暴雨中心雨量为100%,求不同面积雨深占暴雨中心雨深的百分比,以?表示(??P面/P中心)称为点面折减系数。见表(7)云南省分区综合时~面~?、

?关系表。

 

图2 时~面~?、?关系曲线

 

3.一日暴雨雨型统计分析

下面将解决暴雨时程分配的问题。雨型是直接关系到洪水的峰、量和洪水形状,必须挑选能反映当地暴雨特性的暴雨。为此,对119场暴雨分区作了分析,以其发生频次最多的暴雨雨型作为该区的综合雨型,供设计雨型使用,见表(9)

 

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云南省24小时暴雨分区综合雨型表。

2.5. 云南省最大1小时、6小时、24小时点雨量等值线图编制

在全省已建中型、小(一)型水库中,流域面积在50km2以下的占80%以上,为了满足中小型水利工程设计使用,必须绘制短历时暴雨等值线图。我省共绘制了年最大10分钟、30分钟、1、3、6、12、24、48、72小时共9个时段暴雨统计参数等值线图。全国对1、6、24小时点暴雨参数等值线图进行了拼图和协调,也是我省的工作重点。

本次共搜集了具有10年以上(资料截至1979年)雨量资料的水文、气象和雨量站450站,采用以小时滑动摘录年最大时段雨量的统计方法,对7761站年资料作分析计算。

1.暴雨的频率计算

在上述统计时段暴雨的基础上,采用矩法公式计算各时段暴雨的均值H和变差系数Cv值,Cs采用3.5Cv。

(1)经验频率公式:

P?mn?1?100%

式中

m——系列按大小排序后的序位, n——实测系列的年数。 (2)各时段点暴雨均值计算

H?1nn?H

ii?1(3)变差系数

Cv?1H??Hi?1ni?H?2n?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

 

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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渐小;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,由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?N?6N3323?N2?t2N1

1~6小时:H1?6?H24?4?N?6?N?tN 6~24小时:H6?24?H24?24?N?tN

3324~72小时:H24?72?H24?24?M?tM 其中

N1?1.285lgH60H10,N2?1.285lgH6H1,N3?1.661lgH24H6,M?2.096lgH72H24。

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。

 

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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,使两法成果的误差值≤5mm;

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%?N3P?0.01%?N2P?0.01%。

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。

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3. 洪水

3.1. 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落,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,汛期就是一个长历时的洪水过程,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。

3.2. 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两个问题: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

 

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