赵志友
(潍坊市水文局,山东 潍坊 261061)
黄山水文站位于弥河上游,弥河发源于临朐县沂山西麓,自南向北流。黄山水文站是弥河冶源水库入库控制站,集水面积375km2。流域长度33.2km、干流长度41.3km,干流平均坡度4.66m/km,距河口距离156km。洪水具有产汇流历时短,河水暴涨暴落的特性。流域内主要有淌水崖中型水库1座,控制面积22.0km2,以及大蚕场、白沙小(1)型水库2座,控制面积9.25km2。中小型工程控制面积占流域集水面积的8.3%。其他的如小(2)型水库、拦河坝、塘坝数量不多,蓄水能力有限,分析中作为参考。总体上来说,由于流域内中小型工程控制面积不算大,推求的径流系数可信度高。
本次分析时间为2010—2019年。选取了黄山站流域实测降水量及径流量较大、能够形成径流的所有场次洪水,总计选取23场次。其中2010年8月22日至9月3日连续降雨,合并为一个场次。计算结果见表1。
选取的10年样本中,1月份至6月份基本上没有有效的降雨径流过程。仅有的一次是发生在2018年的6月25日至26日大暴雨。前期土壤干旱,降雨量大历时短,流域内超渗产流,弥河径流量大,径流系数α达到0.53。
统计每年的第一场暴雨洪水,进行径流系数模型分析。选取序号为 1、3、7、10、13、15、16、17、19、22,共10场次。统计表1中2016年为枯水年,径流系数α偏小,选入本模型。
点绘P~α相关图,见图1。
图1 黄山站流域平均降雨量径流系数关系
拟合的关系为线性关系,其公式为:
P=287.2α+60.3;R2=0.84.94
判定系数R2为回归平方和与总离差平方和的比值,达到0.85,说明模型精确,回归效果显著,模型拟合优度较高。
对于7月、8月主汛期间的暴雨洪水,进行径流系数模型分析。选取序号为 2、4、5、8、9、11、12、14、20、23,共 10场次。统计表 1中,2017年 8月2日至3日大雨洪水,测验误差较大;2018年8月18日台风“温比亚”暴雨洪水期间,流域内有数座小型水利工程垮塌,增加了河道天然径流量。以上计算的径流系数α均偏大,不纳入本次模型分析。
表12010 —2019年黄山站流域径流系数统计表
点绘P~α相关图,见图2。
图2 黄山站流域平均降雨量径流系数关系
拟合的关系为多项式函数,其公式为:
判定系数为0.92,说明模型拟合优度更高。
对于北方地域来说,9月份进入秋季,很少有暴雨洪水了。统计黄山站的10年样本资料中,仅有2011年9月11日至18日出现连续降雨,天气变凉,蒸散发减少,中小型工程也已蓄满,土壤饱和。累计降雨量167.2mm,造成各河道相继出现洪水。黄山站的降雨径流系数达到0.51。
分析山区小流域的降雨径流关系,粗略估计单场降雨的雨水资源量、洪峰流量等,对于防汛减灾、预测预警、调洪决策以及水资源开发利用等,都有较好的指导作用。本文以实测资料进行分析,主要得出“初次雨”“汛中雨”“汛末雨”不同时间段的降雨径流关系,能够快速估算来水量,具有一定的合理性和准确性。