基于不同降水强度的降水径流分析

陈 晓

（河北省衡水水文勘测研究中心，河北 衡水053000）

衡水市地处华北平原，位于河北省东南部，是一个典型的资源型缺水地区， 人均水资源占有量仅为148m3， 在全省地市中最低， 仅为全省人均水平的48%、全国人均水平的6.7%。 年可供水量6亿～8亿m3，年用水量16亿～18亿m3，年超采量8亿～10亿m3，约占全省超采量的20%［1］。衡水市年内七成以上的降水量都集中在汛期，城区降水得不到有效利用，产流后随污水管道汇集到城区下游河道， 或者直接造成市区积水内涝。一边是城市水资源缺乏，另一边是雨水资源利用不当造成浪费，应引起警惕。

开展衡水市城市雨洪相关计算及因素分析，对降雨径流进行预测预报， 可以反映主城区综合下垫面现状，为雨污分流管网设计、防涝减灾等提供有力的技术支撑。

1 资料选取

本文利用衡水水文站流域控制范围内的相关雨量监测站监测数据， 调查收集主城区水文局、 三元店、大麻森等周边配套雨量站点，选择对应有效的雨量站降水资料， 挑选衡水水文站的历年洪水要素摘录资料，计算降水径流系数，分析降水径流关系，绘制出不同降水量强度的降水径流关系曲线， 结合近几年城区城市水文监测成果， 对城区雨洪利用加以分析，提出合理化建议。

2 降水径流相关分析

2.1 相关关系建立

按照降雨强度划分小于1.0，1.0～2.0，2.0～5.0，＞5.0mm/h 4个雨强段，建立相关关系线，从分析结果看降水径流呈现可靠性较好的线性关系， 并由此得出线性方程。

经过分析计算得出的成果如图1～图4，P～R和P～α相关关系统计如表1。

图1 平均雨强小于1.0mm/h降水径流相关

图2 平均雨强1.0～2.0mm/h降水径流相关

图3 平均雨强2.0～5.0mm/h降水径流相关

图4 平均雨强5.0mm/h以上降水径流相关

表1 不同降水强度P～R和P～α相关关系统计

2.2 相关关系分析

按照不同降水强度绘制的降水径流相关图，统计分析计算可以得出降水径流关系点线性关系较好，其相关系数均在0.9以上，相关性可靠。

2.3 相关关系方程式可靠性分析

通过不同降水强度的降水径流方程式推算的R值与实际观测的R值相对比，计算得出两者的相对误差， 可以看出，5.0mm/h以上雨强时降水径流关系比较好， 拟定的公式可靠性较高，5.0mm/h以下雨强时拟定公式精度较差［2］。 相对误差合格率统计如表2。

表2 不同降水强度相对误差范围内点据合格率统计

2.4 不同降水强度的径流系数分析

统计分析降水量计算场次平均降水强度，根据所求降水径流系数得到降水径流系数与降水强度相关关系表，如表3。 从统计表中可以看出，一般情况下降水强度越大， 径流系数也越大，2～5mm/h平均降水强度时，平均径流系数略小，和其系列内降水量较小有关。

表3 降水径流系数与降水强度相关成果

3 结语

（1）通过降水径流系数分析，得出衡水市城区不同降水强度的降水径流系数，一般降水强度越大，径流系数越大。

（2）建立良好的降水径流关系，根据降水情况可合理选择，以对城区降水径流过程进行预测预报。

（3）城区降水径流过程比较复杂，随着城市化进程的高度发展，城市内涝将会越来越严重，如何变害为利，更好地对雨洪资源加以利用，以缓解衡水市城区洪涝灾害及水资源短缺的状况， 水文部门应多从水文监测角度入手， 有针对性地提高相关监测站点布设及监测内容，提高城区水文自动化监测程度，为进一步细化研究降水径流关系，解决城区实际难题，提供更好的对策方案。