區(qū)間暴雨與外江洪水的遭遇分析實(shí)例

劉畫(huà)眉,鄭 泳,徐林春,顧立忠

(廣東省水利水電科學(xué)研究院,廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510635)

?

區(qū)間暴雨與外江洪水的遭遇分析實(shí)例

劉畫(huà)眉,鄭 泳,徐林春,顧立忠

(廣東省水利水電科學(xué)研究院,廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510635)

以排澇區(qū)的內(nèi)澇分析為例,基于澇區(qū)附近雨量站實(shí)測(cè)雨量資料與外江水文站實(shí)測(cè)水位資料,以雨量站年最大24 h、最大72 h降雨量與同時(shí)期外江水位對(duì)應(yīng)情況,以及外江歷年最高日平均水位與同時(shí)期降雨對(duì)應(yīng)情況,進(jìn)行最大時(shí)段降雨與最高水位的相關(guān)性分析,以此判斷排澇區(qū)內(nèi)暴雨與外江洪水的遭遇情況,為排澇計(jì)算選擇合適的水文條件提供依據(jù)。

內(nèi)澇分析;區(qū)間暴雨;外江洪水;遭遇分析

暴雨內(nèi)澇是關(guān)乎社會(huì)人居環(huán)境乃至生命財(cái)產(chǎn)安全的重要水問(wèn)題之一。對(duì)于設(shè)定的排澇分區(qū),一場(chǎng)暴雨產(chǎn)生的內(nèi)澇情況取決于暴雨強(qiáng)度與排泄條件等多方因素。澇區(qū)排泄流量過(guò)程與外江水位情況息息相關(guān),排澇計(jì)算要選擇合適的設(shè)計(jì)暴雨標(biāo)準(zhǔn)及外江水位條件,首先就要進(jìn)行區(qū)間暴雨與外江洪水的遭遇分析。對(duì)于設(shè)定的排澇分區(qū),采用實(shí)測(cè)暴雨資料與外江水位的對(duì)應(yīng)分析,能更直觀的反應(yīng)這種遭遇發(fā)生的概率。

1 項(xiàng)目概況

某擬建工程位于肇慶市鼎湖區(qū),屬景豐聯(lián)圍范圍內(nèi),聯(lián)圍外為西江干流。為配合開(kāi)展擬建工程的初步設(shè)計(jì)工作,確定工程場(chǎng)區(qū)基礎(chǔ)地面標(biāo)高等有關(guān)參數(shù),需對(duì)所在區(qū)域進(jìn)行內(nèi)澇計(jì)算專(zhuān)題研究。其中,排澇計(jì)算涉及到澇區(qū)降雨與外江洪水的遭遇分析。

項(xiàng)目所在區(qū)域附近的水文站分布情況參見(jiàn)圖1所示。排澇區(qū)內(nèi)有九坑河雨量站,外江洪水位以西江高要水文站為代表進(jìn)行分析。

圖1 區(qū)域雨量站、水文站位置示意

本次采用九坑河雨量站實(shí)測(cè)降雨量資料與高要水文站實(shí)測(cè)水位資料,分析排澇區(qū)內(nèi)暴雨與外江洪水的遭遇情況。包括歷年實(shí)測(cè)區(qū)間暴雨遭遇外江洪水情況、歷年實(shí)測(cè)外江高水位遭遇區(qū)間暴雨情況、外江歷史大洪水遭遇區(qū)間暴雨情況,以及區(qū)間暴雨、外江洪水發(fā)生時(shí)間分布規(guī)律分析。

2 區(qū)間暴雨遭遇外江洪水情況[1-3]

九坑河雨量站長(zhǎng)系列(1975—2008年)年最大24 h降雨量、最大72 h降雨量與高要水文站水位遭遇情況見(jiàn)圖2、圖3和表1。九坑河雨量站年最大24 h降雨量、最大72 h降雨量頻率分析成果見(jiàn)表2。

圖2 區(qū)間最大24 h降雨與外江相應(yīng)日平均水位情況

圖3 區(qū)間最大72 h降雨與外江相應(yīng)日均最高水位情況

表1 排澇區(qū)暴雨與外江洪水遭遇情況

表2 九坑河雨量站設(shè)計(jì)降雨量成果

由圖2、圖3和表1可見(jiàn),對(duì)應(yīng)排澇區(qū)九坑河雨量站年最大24 h降雨和最大72 h降雨,相應(yīng)外江同期水位不高,暴雨與外江水位對(duì)應(yīng)關(guān)系分散,相關(guān)性較差。根據(jù)2002年《西、北江下游及其三角洲網(wǎng)河河道設(shè)計(jì)洪潮水面線(xiàn)》成果,高要站設(shè)計(jì)洪潮水面線(xiàn)見(jiàn)表3。

表3 高要站設(shè)計(jì)洪潮水面線(xiàn)

由表3可見(jiàn),在統(tǒng)計(jì)的34 a中,九坑河雨量站年最大24 h和最大72 h暴雨時(shí),西江高要站水位均未達(dá)5年一遇設(shè)計(jì)洪水位,區(qū)內(nèi)暴雨遭遇外江洪水的現(xiàn)象不明顯。

3 外江高水位遭遇區(qū)間暴雨情況

西江高要水文站年最高日平均水位與九坑河雨量站降雨量遭遇情況見(jiàn)表4和圖4。

表4 外江高水位與排澇區(qū)降雨遭遇情況

圖4 最高日平均水位與相應(yīng)72 h降雨量情況

由表4和圖4可見(jiàn),對(duì)應(yīng)西江高要站34 a來(lái)歷年最高日平均水位時(shí),工程所在排澇區(qū)附近九坑河雨量站連續(xù)3 d雨量均不大,超過(guò)100 mm的僅有1981年(116.9 mm)和2008年(131.5 mm)。由表2九坑河雨量站的頻率暴雨設(shè)計(jì)值可見(jiàn),5年一遇72 h設(shè)計(jì)暴雨為210.7 mm,即當(dāng)外江高要站歷年出現(xiàn)最高水位時(shí),排澇區(qū)區(qū)間降雨量均遠(yuǎn)小于5年一遇暴雨標(biāo)準(zhǔn),可見(jiàn)外江洪水遭遇區(qū)內(nèi)暴雨的現(xiàn)象也不明顯。

4 外江歷史洪水遭遇區(qū)間暴雨情況

分析高要水文站1975—2008年發(fā)生洪水情況,達(dá)到10年一遇設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)準(zhǔn)(12.30 m)的主要有1976年、1994年、1997年、1998年和2005年內(nèi)共5場(chǎng)洪水,各場(chǎng)次洪水過(guò)程對(duì)應(yīng)區(qū)間降雨情況見(jiàn)圖6～10。

圖6 1976年洪水高要站水位過(guò)程與九坑河站雨量過(guò)程遭遇情況

圖7 1994年洪水高要站水位過(guò)程與九坑河站雨量過(guò)程遭遇情況

圖8 1997年洪水高要站水位過(guò)程與九坑河站雨量過(guò)程遭遇情況

圖9 1998年洪水高要站水位過(guò)程與九坑河站雨量過(guò)程遭遇情況

圖10 2005年洪水高要站水位過(guò)程與九坑河站雨量過(guò)程遭遇情況

由圖6～10各場(chǎng)次洪水及九坑河雨量站降雨資料統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5。

表5 場(chǎng)次洪水過(guò)程中區(qū)間降雨情況

依據(jù)表5,外江1976年、1994年和1997年發(fā)洪時(shí)排澇區(qū)內(nèi)降雨不大；1998年西江洪水起漲過(guò)程排澇區(qū)10 d累積雨量261.5 mm,最大日雨量70.8 mm；2005年洪水峰前排澇區(qū)有一定降雨,前3 d(6.13—6.15,雨量114.5 mm)降雨對(duì)應(yīng)水位較低(6 m左右),之后8 d雨量均勻且降雨量不大,最大日雨量為44.5 mm。

由歷史洪水情況分析可見(jiàn),外江發(fā)生大洪水時(shí),排澇區(qū)有不同程度的降雨,峰值前后3 d內(nèi)降雨量不大,未出現(xiàn)外江洪水與區(qū)內(nèi)特大暴雨遭遇的情況。

5 暴雨、洪水發(fā)生時(shí)間分布情況

分析1975—2008年區(qū)間雨量站年最大24 h降雨量、最大72 h降雨量發(fā)生時(shí)間分布情況及外江水文站年最高日平均水位年內(nèi)分布情況,結(jié)果見(jiàn)表6和表7。

表6 九坑河雨量站年最大24 h降雨量、最大72 h降雨量發(fā)生時(shí)間分布情況

表7 高要水文站年最高日平均水位發(fā)生時(shí)間分布情況

由表6可見(jiàn),區(qū)間最大24 h暴雨主要發(fā)生在5—8月,占全系列的75%,各月發(fā)生頻次相當(dāng),8月發(fā)生幾率略大；區(qū)間最大72 h暴雨同樣發(fā)生在5—8月,占全系列的80%,8月發(fā)生頻率最大,為26%。區(qū)間年最大24 h降雨與年最大72 h降雨發(fā)生時(shí)間總體分布規(guī)律相似,且由前表1可見(jiàn),同一年內(nèi)最大24 h降雨與最大72 h降雨發(fā)生時(shí)間基本同步。

由表7可見(jiàn),西江高要水文站年最高日平均水位主要發(fā)生在6月和7月,占全年的76%,其他24%主要發(fā)生在5月、8月和9月。與區(qū)間暴雨的發(fā)生時(shí)間對(duì)比,外江洪水發(fā)生時(shí)間相對(duì)更集中,其主要受外江集雨范圍內(nèi)降雨和匯流特性的綜合影響。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析可見(jiàn),本次研究實(shí)例中排澇區(qū)區(qū)間暴雨與外江洪水的直接遭遇情況不明顯。

本文采用實(shí)測(cè)水文系列的對(duì)比、統(tǒng)計(jì),以相關(guān)分析方法對(duì)選定排澇區(qū)進(jìn)行區(qū)間暴雨與外江洪水的雙向遭遇分析,并通過(guò)研究其發(fā)生規(guī)律加以補(bǔ)充驗(yàn)證,這種分析方法在區(qū)域排澇規(guī)劃、設(shè)計(jì)及工程排澇專(zhuān)題計(jì)算中具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和可操作性。

[1] 陳璐,郭生練,張洪剛,等. 長(zhǎng)江上游干支流洪水遭遇分析[J]. 水科學(xué)進(jìn)展,2011(3):323-330．

[2] 劉曾美,陳子. 區(qū)間暴雨和外江洪水位遭遇組合的風(fēng)險(xiǎn)[J]. 水科學(xué)進(jìn)展,2009(5):619-625．

[3] 王云. 蓄排結(jié)合澇區(qū)的內(nèi)外水洪峰遭遇的問(wèn)題探討[J]. 中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001(S2):101-103．

(本文責(zé)任編輯 馬克俊)

Case Analysis of Interval Rainstorm and Flood in the Outer River

LIU Huamei， ZHENG Yong， XU Linchun， GU Lizhong

(Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Hydrodynamic Research Key Laboratory of Guangdong Province, Guangzhou 510635, China)

In the case of waterlogging analysis for the storm drainage area, based on the measured rainfall data of the near rainfall station and the water level data of river hydrologic station, maximum rainfall and the maximum water level are analyzed by presenting the corresponding level of outer river during the same period of the annual maximum rainfall of 24 hr and 72 hr, and corresponding rainfall during the same period of the annual maximum daily mean level of outer river are also presented in this paper. The results can be used to analyze the rule of the interval rainstorm encountering with the outside river flood, which providing a basis for choosing the right hydrology conditions in the Calculation of Waterlogging Drainage.

waterlogging analysis；interzone rainstorm；flood of outer river；encounter analysis

2016-02-23;

2016-04-07

劉畫(huà)眉(1979),女,高級(jí)工程師,從事水文水資源、水利規(guī)劃、水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)研究。

TV122.1

B

1008-0112(2016)03-0032-05