降雨区划技术细则

全国山洪灾害防治规划

降雨区划技术细则

（试行）

全国山洪灾害防治规划领导小组办公室

二○○四年一月

目录

前言

我国江河众多，地形复杂，降雨时空分布不均，山洪灾害频繁，严重威胁着山丘区人民生命财产安全，已经成为当前防洪减灾中的突出问题。

本次规划所述山洪灾害是指由于降雨在山丘区引发的洪水及由山洪诱发的泥石流、滑坡等对国民经济和人民生命财产造成损失的灾害。各省（区、市）有山洪灾害防治任务的山丘区为规划区域。

导致山洪灾害有其自然因素和社会因素。山洪灾害防治区划是从这两方面因素对规划区域进行分区。降雨是触发山洪灾害的最主要的外因，降雨区划着重从降雨的角度对规划区域进行区划，目的是为山洪灾害防治提供基础资料，同时为山洪灾害重点防治区和一般防治区划分提供支撑。因此，这里所指的降雨区划是一种狭义的降雨区划，而且重点在临界雨量的基础上进行的，总体思路为先将规划区域分为临界雨量基本一致的分区，然后分析计算出规划区域的设计暴雨等值线图，比较每个分区临界雨量指标与设计暴雨的关系，确定降雨区划。

1 资料收集

（1）搜集规划区域内现有气象台(站)、雨量站、水文站的分布情况，并填写表1；按1：100万比例尺绘制规划区域水系站网分布图，并将站点标注在图上，以全面了解区域内的气象、雨量及水文站点分布情况。

表1 规划区域内气象、水文和雨量站观测情况统计表

（2）搜集规划区域已有的最新暴雨等值线图、暴雨统计参数等值线图。包括最大10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、24小时暴雨等值线图和对应的统计参数（均值、变差系数Cv、偏态系数Cs）等值线图等。

（3）搜集规划区域山洪灾害多发期雨量站历年降雨资料。内容包括山洪灾害多发期逐日降水资料、历年分时段最大降雨量的特征值（包括10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、24小时最大降雨系列）及降雨过程等。搜集各时段最大暴雨系列时统一填写表2。

mm。

2. 表中资料系列从建站观测时开始。

2 规划区域分区的原则和方法

降雨分区选择临界雨量基本一致的区域作为分区单元。以此为原则，将规划区域以地形、地貌、地质条件进行初步分区，在每个分区里选择资料条件较好，灾害记载资料较完善的典型区域（典型区确定详见《临界雨量分析计算细则》中相关内容）分别计算其各时段的临界雨量（计算方法见《临界雨量分析计算细则》）。如各典型区域临界雨量基本一致，可以综合出区域临界雨量，则认为该区域可以作为一个降雨区划基本单元。否则，要将该分区进一步按临界雨量指标进行细分，直至每个小分区可以综合出区域临界雨量。这样，将规划区域每个大分区按上述方法细分成小的临界雨量基本一致的降雨区划基本单元，制作降雨区划分区图层。

3 单站设计暴雨

3.1直接频率计算法

对于资料条件较好的省（区、市），一般要求按《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-93)中要求进行。具体计算方法参见《水利水电工程设计洪水计算手册》，现简述如下：

（一）统计选样

以年最大独立取样为原则进行选样，统计规划区域内雨量站各时段（10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、24小时）最大降雨资料系列（系列应不少于25年，短历时系列可适当放宽，但应不少于20年）。

（二）经验频率公式、线型和参数估计方法 （1）经验频率公式

在n 项连序暴雨系列中，按大小顺序排位的第m 项暴雨的经验频率m p ,采用下列数学期望公式计算：

1

+=

n m

p m n m ,,2,1⋯= 在调查考证期N 年中有特大暴雨α个，其中有l 个发生在n 项连序系列内，这类不连序暴雨系列中各项暴雨的经验频率可采用下列数学期望公式计算：

①α个特大暴雨的经验频率为：

1

+=

N M

p m α,,2,1⋯=M ②l n -个连序暴雨的经验频率为：

1

)

11(1

+--+-

++=

l n l

m N N p m α

α

n l m ⋯+=,1 （2）线型

线型采用皮尔逊Ⅲ型曲线。 （3）参数估计方法

采用目估适线法或最小二乘法用计算机适线估计参数。

（三）根据确定的三个参数（均值、Cv 、Cs ）计算出单站P=2%、5%、10%、20%的设计点暴雨值。填写表3。

表3 省（区、市） 站 小时（分钟）设计暴雨成果表

3.2暴雨等值线图法

对于资料较短缺的省（区、市），可以采用全国审查通过的《暴雨洪水查算手册》（以下简称《手册》）。全国各省（区、市）水文部门20世纪80年代初编制了各省的《手册》，现已经把系列延长至20世纪90年代后期或21世纪初，《手册》中有10分钟、1小时、6小时、24小时最大点雨量均值及变差系数Cv 等值线图。在本次设计点暴雨计算时，可以利用其成果：在规划区域内选择一定数量的代表站，利用《手册》中已有的暴雨等值线成果，计算出代表站的设计点雨量。具体做法如下：

（一）代表站的选定：选定的代表站要有经、纬度，资料系列较长，观测精度符合规范要求，代表站要有一定的数量，在规划区域分布尽量合理，主要要能反映出规划区内降雨特性的变化；

（二）从《手册》上查出代表站的10分钟、1小时、6小时、24小时时段雨量均值、变差系数Cv （偏态系数Cs 与Cv 的倍比各省《手册》中都有规定），根据Cv 和Cs 查出各设计频率下的φ值（《手册》中有相应的表可供查用）；

（三）按下式计算其相应频率的设计点暴雨值：

)1(P P Cv H H φ⋅+=

H ——时段雨量均值；

P H ——设计频率P 下的设计雨量；

P φ——设计频率P 下查算的φ值。

这样可以计算出规划区域内代表站设计频率为P=2%、5%、10%、20%的上述四个时段的设计暴雨，同样填写表3。

（四）点雨量折算：《手册》编制的主要目的是为无实测水文资料地区工程设计洪水计算服务的，在《手册》的编制过程中主要考虑了各地区历史大暴雨及实测极值，勾绘过程中还考虑到各地自然地理条件的影响，Cv 值作了加大处理，还考虑边界地区与邻省计算成果拼接定线。利用《手册》中等值线计算出的设计暴雨成果是为工程设计服务的。而本次降雨区划的一个很重要指标临界雨量是从多次历史山洪灾害中找出的时段面雨量的最小值，两者的适用条件有差异，因