不同面雨量计算方法的产汇流计算

吴丹

（湖南省长沙水文水资源勘测局 湖南长沙 410000）

不同面雨量计算方法的产汇流计算

吴丹

（湖南省长沙水文水资源勘测局 湖南长沙 410000）

中小流域一般属于实测水文资料缺乏地区，河流水文站点不仅稀少，观测方法通常也比较简陋，资料的可靠性也比较差，不能很好地掌握流域的水情特性。但是中小流域一般都有较长降雨观测资料。为了解决无（缺）水文资料地区的中小流域设计洪水的问题，从暴雨推求洪水的思路出发，探讨比较了不同面雨量推求方法在中小流域洪水设计中的适用性。

黄金洞河流域；面雨量；设计暴雨；产流；汇流

1 问题的提出

论文针对平江县地形特点、水文特性和资料条件，以缺乏实测流量资料的黄金洞河流域为研究对象，选取流域中仅有的2个具有较长雨量资料的金塘站、长寿站，收集两个站30年单站雨量资料，统计逐年最大1h、3h、6h、24h雨量，分别采用算术平均法和点面折算法求得面雨量，再采用《湖南省暴雨图集》中的初损法进行产汇流计算分析，并对两种方法的计算结果进行了分析验证。

2 点面折算法和算术平均法进行设计暴雨计算

通过计算分析，得到金塘站雨量频率曲线。查《湖南省暴雨洪水图集》短历时暴雨点面关系曲线，最大1h、3h、6h、24h雨量点面折算系数分别为0.870、0.874、0.901，内插而得最大3h雨量点面折算系数为0.872，因此流域50年一遇最大1h、3h、6h、24h设计面雨量分别为59.3mm、87.3mm、126.4mm、208.0mm。流域除了上游金塘站，还有出流断面上的长寿站，采用算术平均法求得其面雨量。通过计算分析，得到雨量频率曲线，流域50年一遇最大1h、3h、6h、24h设计面雨量分别为63.1mm、113.1mm、145.5mm、216.7mm。两种方法的参数取值及设计值见表1。

表1 暴雨频率计算结果

3 典型的选择及暴雨时程分配方法

对黄金洞河流域洪涝灾害较严重的历史暴雨分析表明，2010年主汛期峰高、量大、陡涨陡落，降雨特性应较为接近设计暴雨的条件。因此，选择了2010年6月19日汛期降雨作为典型暴雨过程。分别用两组设计暴雨数值进行同频率法的时程分配。雨型及放大倍比系数、计算过程及结果见表2。

4 产流计算方法及参数确定

本研究中设计暴雨产流量的计算采用《湖南省暴雨洪水查算手册》中的初损法推求。初损法是湖南省水文局在编制《湖南省暴雨洪水查算手册》时，对全省实测较大洪水进行统计分析得出的一种产流计算方法。

根据对全省较大实测洪水分析统计，80%的频次Pa为Im的3/4，即全省每个产流分区的初损值基本为一个定值，因此，将全省各产流分区的初损值制成图刊印成《湖南省暴雨洪水查算手册》，通过查算《湖南省暴雨洪水查算手册》即可求得各小流域的产流量。黄金洞河流域位于湖南省产流分区一区，即I。=30mm。降雨量减去初损量等于产流量，然后按公式对产流量进行水源划分。

黄金洞河流域上游植被良好，查《湖南省暴雨洪水查算手册》表十一，P=2%和5%时，Ψ=0.7。

表2 黄金洞河流域50年一遇设计暴雨时程分配

5 设计洪水结果对比分析

由流域上实测点雨量估算的面平均雨量是水文研究的基本要求，它直接关系到洪水设计及预报的精度。黄金洞河流域面雨量的推求分别采用点面折算法和直线平均法。现将用不同推算方法设计的频率为2%的产汇流参数、设计洪水的洪峰流量、洪水总量进行对比分析，见表3。

表3 产汇流参数计算结果和设计洪水结果对比表

从整体上看，两种方法的计算结果，50年一遇的设计洪水过程差异显著，20年一遇的差异性不大。但不同方法所得最大1h、3h、6h、24h面雨量的差异有的还是相当明显的，采用算术平均法求的面雨量，其设计的最大1h雨量明显高于点面折算法，其设计暴雨过程整体偏大，从而导致净雨历时偏长，其设计洪水的洪峰流量、洪水总量都偏大。其主要原因有如下几点：

（1）采用点面折算法推求面雨量时，金塘站是否位于暴雨中心区不能得知。加之《湖南省暴雨洪水查算手册》为1984年9月编制，资料系列过短，且历史久远。参阅相关研究发现，在由暴雨资料间接推求设计洪水计算中，暴雨资料系列中有无大暴雨加入，对设计值影响很大。未进行历史暴雨调查，并将其加入资料系列，导致雨量资料的代表性不够。

（2）采用算术平均法推求面雨量时，未合理考虑2个雨量站的面积权重，只是简单平均。参阅相关研究发现，计算面雨量的误差与流域内站点密度关系大，算术平均法面雨量计算误差与站点密度成反比，即站点密度越大，计算误差越小。本文只有2个站点。

（3）论文没有对2个站1979-2014年雨量资料中缺测或误测的资料进行插补，得到相对完整的雨量资料，再用于面雨量的计算。

（4）20年一遇的设计暴雨过程，采用两种方法误差不大。由于所选的资料长度只有30年，故在设计20年一遇的洪水过程时，算术平均法与点面折算法适用性一致。

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P426.616

A

1004-7344（2016）20-0106-02

2016-7-1

吴丹（1988-），女，助理工程师，本科，主要从事水文测验方面工作。