辽宁省无资料地区设计暴雨洪水计算方法的研究

辽宁省无资料地区设计暴雨洪水计算方法

的研究

辽宁省无资料地区设~1-

暴雨洪水~1-算75-法的研究

唐继业吴俊秀单丽

（辽宁省水文水资源勘测局）

江秋兰

（辽宁省水文水资源勘测局抚顺分局116000）

【摘要】本文针对辽宁省水工程设计中的实际情况，在认真总结经验的基础上，对流域特大暴雨重现期进行了探

讨;根据不同地区的产流特点，提出了分层扣损的饱卸产漉及非饱和流模型;建立了辽宁中部平厚区的三水”转

亿摸型;提出了综台经验单位线转换为瞬时单位线的流计算方法；在小

流域设计洪永计算上，建立了推理公式辽

宁击和概化过程发法.形成一垂适合辽宁特点的无资料地区设计暴雨

洪水计算方法•

【关键词】重现期模型单位巍

无资料地区暴雨洪水计算问题，一直是国内外水学科专

家学者在不断探索和研究的课题.《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》一书经过3年的工作编制完成•该书通过对大量水文气象资料分析•全面阐述了辽宁省暴雨，洪水时空变化规律，探人分析了暴雨洪水相关参数，提供出设计洪水计算的新理论，新方法和一系列新图件基础资料详实可靠，计算方法先进，综合成果符合部颁档计洪水计算规范》要求.

l基本资料与系列代表性分析

1.1基本资料

车成果分析暴雨资料的选用时段为最大10rai n,lh,6h,

24h,3d等5个时段.资料系列取自有资料以来截止到1995 年选用站数达306站,年限在25〜9O年之间，共有12857 站年•系列最长的站是沈阳，大连，营口，均为91年,起讫时间为1905—1995 年.

1.2亲列代表性分析

首先从定性上开始，绘制各次实测大暴雨等值线图，了解气象成因与天

气系统组合；绘制3d,24h暴雨各站历年实测最高记录图；综合各次大暴雨等值线图，将历次笼罩范围用不同颜色标在一张图上；综合各河洪水调查成果，绘制历史大洪水笼罩范围用不同颜色标在一张图上；通过绘制长系列站正倒累进均值,,刀（一1）等分析图，识别丰枯水的交替变化规律，判别代表性较好的时段和站别•在此基础上,又做了定量分析：长短系列对比分析，典型站改正以及暴雨重现期怙算.

1.3暴雨重现期估算

此方法基本假定：雨洪长系列中特大，次大的个数是相应的;中小流域特大雨洪同次出现的机率基本一致；气候地形一致区的暴雨可以移置.基于以上假定后基本做法为：选取某测站以上流域内有特大暴雨和相应洪水的年份，根据洪水调查和历史文献的考证,先确定洪水的重现期，再作流域内均匀雨量点不考虑重现期的点雨量理论频率计算，求出各雨量点的均值及cv值的流域平均值•又在流域平均附近，假设一组cv 值，在频率格纸上点绘K 一N线,用各点求出的K值•在图上查出不同cv值相应该次暴雨各点值的重现期jv,将各个值相应的重现期相加求算术平均值，取与同攻洪水重现期相等或接近的值，则流域内暴雨中心点雨量的重现期即为所求.

2产流计算方法

在总结经验的基础上，应用填洼，下渗和水动力学原理，分析全省东部

湿润或半湿润，西部干旱或半干旱和中部平原区的产流特点，提出适应不同地区的产流模型.

2.1东部，北部饱和产流模型

辽宁省东部，北部地区属于湿润或半湿润地区，特别是

东部地区年降水量较大，植被好，土壤覆盖层的下渗能力较

大，在流域内的大部分土地上，当土壤缺水量尚未满足时，所

有降雨都被土壤所吸收，不宜超渗产流•这部分地区采用饱和产流模型，即辽宁饱和产流数学模型•蓄水容量曲线采用指数曲线型，产流面积公式为：

F

otz.O=l —e 一(1)

5

式中——产流面积，k;

F――流域面积.k;

P_——降雨量,mln;

•—一流域特征参数.

产流计算公式为：

,1,

R=P—1 一D}(1 —e){2), 口,

式中R ----- 径流量,rain;

o----- 流域韧始蓄水量,mm.

根据已有资料，优选出参数.蒸发采用双层扣损法. 2.2西部非饱和产流模型

辽宁省西部为干旱半干早地区，年降水量偏少，土壤下

43..

渗能力较差，降雨后产流与否与流域包气带缺水量无关.主要取决于雨强与下渗率的关系.根据霍顿下渗公式及其物理意义,结合分析该地区的产流特点，模拟出非饱和产流模型下渗率在流域上分布是不均匀的，可

用指数曲线来模拟下渗率在流域空间分布特征，产流面积公式为：=1 —e(3)

式中b——流域参数，它反映流域下渗率的分配特征

产一下渗率，mm/h.

时段径流深计算公式为：一

R=AP—f(1 一亨)zit(4)

f 一=f—t+f —z=()(,m—P

+

【一()㈤

式中A 一时段降雨量,mm;

, ---- 时段平均下渗率,mm/h;

i----- 时段平均雨强.mm/h;

L----- 流域最大蓄水量,mm;

P. --- 蓄水量,mm.

设计情况下，辽宁经过分析采用P.t=20ram,P.T二

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经验数据；

, -- 稳定下渗率,mm/h.

根据已知资料.优选出参数

2.3中部平原区”三水”转化产漉模型

辽宁省中部平原区是辽宁省心脏地区•该地区地势平

坦，浅层土壤由亚沙土和亚粘土组成，土壤人渗能力较强，地表径流较小•地下水开采较频繁，地下水运动以垂直交换为主,水平运动微弱•该地区设有台安实验站，主要对天然流域和潜水动态进行实验研究，从平原区”三水转化的物理概念和转化规律出发，针对辽宁省平原区水资源特点，在实验研究的基础上，研制了适应于该区的”三水转化模型•这一模型将包气带土壤计算层分为上下两层，两层各有土壤张力水的蓄水容量（田问持水量）WUM,fiLM作为各自土壤含水量

WUWL的上限.当流域的降水量到达地面，使上层土壤蓄满并满足蒸发后，剩余的降水量RC补给下层，它使下层土壤蓄满井满足土壤蒸发后剩余的水量RT称为总产水量•总产水量RT经过地下水库的调节，超出包气带重力水的蓄水能力的水量称为地表径流量，所剩余的水量RG