甘肅卓尼縣暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算及合理性分析

(甘肅臨洮水文水資源勘測局紅旗水文站，甘肅 臨洮 730500)

甘肅卓尼縣暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算及合理性分析

何秋明

(甘肅臨洮水文水資源勘測局紅旗水文站，甘肅 臨洮 730500)

甘南州卓尼縣地處青藏高原東部，位于甘肅省甘南藏族自治州東南部，屬黃河主要支流洮河流域，屬洮河中游區(qū)。境內(nèi)車巴河、卡車溝河、大峪溝、康多峽河等大小26條支流呈網(wǎng)狀分布，水流充足，，地表水資源總量達(dá)14.461億 m3，地下水蘊(yùn)藏豐富。境內(nèi)設(shè)多壩水文站、大峪牧場雨量站和大日卡雨量站三處主要水文站點(diǎn)，在收集各水文站1958～2012 年期間10 min、30 min、1 h、3 h、6 h、24 h時(shí)段長系列最大暴雨雨量資料基礎(chǔ)上，對該縣歷年暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并對結(jié)果合理性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，根據(jù)卓尼縣各水文雨量站暴雨參數(shù)計(jì)算結(jié)果，經(jīng)與《甘肅省暴雨洪水圖集》和《甘肅省暴雨特性研究》中的參數(shù)值分析比較，計(jì)算值與歷年統(tǒng)計(jì)結(jié)果基本接近。各時(shí)段雨量均值隨時(shí)段增長而增加，各時(shí)段最大雨量系列的最大值也隨時(shí)段的增長而增加，最大值也隨時(shí)段的增長而增加，在其它影響因素相同的條件下，長歷時(shí)暴雨只能大于或等于較短歷時(shí)暴雨量。經(jīng)分析，符合該地區(qū)的暴雨特性。

暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)；計(jì)算；合理性分析；卓尼縣

1 卓尼縣概況

1.1 地理概況

甘南州卓尼縣地處青藏高原東部，位于甘肅省甘南藏族自治州東南部，縣域?qū)偾貛X東西向復(fù)雜構(gòu)造帶的西部。地貌大部分為中低山地形，地勢西南高，東北低。東西長115 km，跨經(jīng)1°22′，南北寬113 km，跨緯1°。最高點(diǎn)為南部札伊克嘎峰，海拔4 920 m，最低為東北部藏巴哇地區(qū)，海拔2 000 m，高低相差2 920 m。該縣南部為東西走向的迭山山脈，構(gòu)成縣境內(nèi)的屋脊；迭山以北為洮河水系切割的中岱地形，除海拔3 600 m以上部分為裸露巖石外，其余為茂密森林和山地草場，河谷地帶則形成許多沖淤灘地；中部為高原丘陵地

貌為主，河谷開闊；北部由武當(dāng)山等諸多山峰形成北部屏障，呈破碎的高山地貌形態(tài)。

1.2 氣象水文

卓尼縣屬黃河主要支流洮河流域，屬洮河中游區(qū)。年均氣溫4.6℃，年均降水量580 mm，無霜期119 d，屬高原性大陸氣候，寒冷濕潤，四季不明，山高林多濕度大。洮河自西向東分兩段貫穿縣境，流長174 km。境內(nèi)車巴河、卡車溝河、大峪溝、康多峽河等大小26條支流呈網(wǎng)狀分布，水流充足，流量穩(wěn)定，水質(zhì)清潔，落差集中，地表水資源總量達(dá)14.461億 m3，地下水蘊(yùn)藏也比較豐富。卓尼縣境內(nèi)設(shè)有多壩水文站(含降水)、大峪牧場雨量站和大日卡雨量站，各站點(diǎn)設(shè)立時(shí)間及監(jiān)測項(xiàng)目見表1。

表1 卓尼縣水文站和雨量站一覽表

2 區(qū)域暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算

2.1 觀測儀器及年限

多壩水文站(含降水)降雨量采用20 cm自記雨量計(jì)觀測，收集到1958年～2012年10 min、30 min、1 h、3 h、6 h、24 h時(shí)段最大點(diǎn)雨量資料，資料系列年限52 a，其中1958年，1962年、1966年10 min、30 min、1 h、3 h無資料外，其余資料齊全。大峪牧場雨量站采用20 cm人工雨量筒觀測，收集到1974～1998年6 h時(shí)段最大點(diǎn)雨量資料，資料系列年限25 a；1966～1998年24 h時(shí)段最大點(diǎn)雨量資料，資料系列年限33 a。大日卡雨量站采用20cm人工雨量筒觀測，收集到1974～1998年6 h時(shí)段最大點(diǎn)雨量資料，資料系列年限25 a；1960～1998年24 h時(shí)段最大點(diǎn)雨量資料，資料系列年限39 a。

2.2 暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算

統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算公式為：

依據(jù)卓尼縣各雨量站不同時(shí)段多年最大點(diǎn)雨量系列資料，分別計(jì)算多壩、大峪牧場、大日卡雨量站10 min、30 min、1 h、6 h、24 h多年最大點(diǎn)雨量的平均值、變差系數(shù)Cv值和偏差系數(shù)Cs值，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 卓尼縣各雨量站各時(shí)段最大點(diǎn)雨量參數(shù)計(jì)算值統(tǒng)計(jì)表

2.3 暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)取值

從已有文獻(xiàn)資料《甘肅省暴雨洪水圖集》(甘肅省水利廳，1988年)和《甘肅省暴雨特性研究》(甘肅省水文局，2004年)中收集整理到甘肅省卓尼縣范圍內(nèi)多壩、大峪牧場、大日卡雨量站最大10 min、30 min、1 h、3 h、6 h、24 h年最大點(diǎn)雨量對應(yīng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)(均值 、變差系數(shù)Cv、偏態(tài)系數(shù)Cs)，見表3。

表3 卓尼縣各雨量站文獻(xiàn)成果中暴雨參數(shù)取值統(tǒng)計(jì)表

圖1 多壩站10 min最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

2.4 暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)確定

(1)多壩站：參照已有相關(guān)文獻(xiàn)成果中多壩站各參數(shù)取值，結(jié)合當(dāng)?shù)乇┯晏匦?，運(yùn)用P-III型頻率曲線、采用目估適線法對該站各時(shí)段最大點(diǎn)雨量參數(shù)進(jìn)行分析，頻率曲線圖見圖1～圖6，計(jì)算結(jié)果見表4。

圖2 多壩站30 min最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

圖3 多壩站1 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

圖4 多壩站3 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

圖5 多壩站6 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

圖6 多壩站24 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

時(shí)段年數(shù)P計(jì)算值適線值CvCsCs/CvCvCsCs/Cv10min5210.40.440.982.20.441.543.530h5217.50.460.861.870.471.643.51h5221.10.461.262.740.471.884.03h5221.10.461.262.740.441.984.56h5531.90.401.162.900.401.403.524h5539.30.300.782.600.311.093.5

(2)大峪牧場站：參照已有相關(guān)文獻(xiàn)成果中大峪牧場站各參數(shù)取值，結(jié)合當(dāng)?shù)乇┯晏匦?，運(yùn)用P-III型頻率曲線、采用目估適線法對大峪牧場站各時(shí)段最大點(diǎn)雨量參數(shù)進(jìn)行分析，頻率曲線見圖7和圖8，計(jì)算結(jié)果見表5。

圖7 大峪牧場站6 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

(3)大日卡站：參照已有相關(guān)文獻(xiàn)成果中大日卡站各參數(shù)取值，結(jié)合當(dāng)?shù)乇┯晏匦?，運(yùn)用P-III型頻率曲線、采用目估適線法對大日卡站各時(shí)段最大點(diǎn)雨量參數(shù)進(jìn)行分析，頻率曲線圖見9～圖10，計(jì)算結(jié)果見表6。

圖8 大峪牧場站24 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

時(shí)段年數(shù)P計(jì)算值適線值CvCsCs/CvCvCsCs/Cv6h2318.50.370.611.650.381.524.024h3032.20.240.870.830.250.883.5

表6 大日卡雨量站各時(shí)段最大點(diǎn)雨量參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖9 大日卡站6 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

圖10 大日卡站24 h最大點(diǎn)雨量頻率曲線圖

3 暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)的合理性分析

根據(jù)卓尼縣各水文雨量站暴雨參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，經(jīng)與《甘肅省暴雨洪水圖集》(省水利廳，1988年)和《甘肅省暴雨特性研究》(省水文局，2004)中的參數(shù)值分析比較，計(jì)算值與歷年基本接近。資料系列年限在20年以上的，其參數(shù)都趨于穩(wěn)定，說明資料系列越長越具有代表性。各時(shí)段雨量均值隨時(shí)段增長而增加，各時(shí)段最大雨量系列的最大值也隨時(shí)段的增長而增加，各時(shí)段最大雨量系列的最大值也隨時(shí)段的增長而增加，在其它影響因素相同的條件下，長歷時(shí)的暴雨只能大于或等于較短歷時(shí)的暴雨量。變差系數(shù)Cv值一般隨時(shí)間的增加而減小，各單站Cv值變化趨勢大體一致，有個(gè)別數(shù)值差異，是因?yàn)閰⒖嘉墨I(xiàn)中的Cv值為調(diào)整后的適線值。本次計(jì)算的參數(shù)值，經(jīng)分析，符合該地區(qū)的暴雨特性。鑒于Cv值的隨意性較大，未作調(diào)整。從Cs的計(jì)算結(jié)果來看，地區(qū)分布規(guī)律及歷時(shí)的關(guān)系沒有明顯的趨勢，本次Cs/ Cv值在2.0～4.5之間，與《甘肅省暴雨特性研究》結(jié)果中的取值基本一致，所以本次Cs/ Cv統(tǒng)計(jì)參數(shù)取值合理。

4 結(jié)語

甘肅省山洪災(zāi)害分布范圍廣，發(fā)生頻率高，災(zāi)害損失嚴(yán)重，是全國山洪災(zāi)害重點(diǎn)防治地區(qū)之一。2010年舟曲“8.8”特大山洪泥石流災(zāi)害、2012年岷縣“5.12”山洪泥石流災(zāi)害以及2013年天水“7.25”暴雨地質(zhì)災(zāi)害造成了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)與基礎(chǔ)設(shè)施的巨大損失。針對甘肅省洪災(zāi)多發(fā)、頻發(fā)和易發(fā)的特點(diǎn)，提出了適合甘肅山洪災(zāi)害治理工作方式和具體對策，組織開展了一系列行之有效的防洪工作，最大限度減輕了山洪災(zāi)害造成的生命財(cái)產(chǎn)損失。而對暴雨參數(shù)的計(jì)算分析是防洪工作中一項(xiàng)最根本的基礎(chǔ)工作。通過對卓尼縣歷年暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并對計(jì)算結(jié)果合理性進(jìn)行分析，經(jīng)與《甘肅省暴雨洪水圖集》和《甘肅省暴雨特性研究》中的參數(shù)值分析比較，發(fā)現(xiàn)計(jì)算值與歷年統(tǒng)計(jì)結(jié)果基本接近。資料系列年限在20年以上的，其參數(shù)都趨于穩(wěn)定，說明資料系列越長越具有代表性。研究結(jié)果對于卓尼縣防洪減災(zāi)工作及人民群眾安全提供依據(jù)。

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P333.2

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1004-1184(2017)05-0157-04

2017-06-10

何秋明(1970-)，男，甘肅臨洮人，工程師，主要從事水文水資源、水文測驗(yàn)，水情報(bào)訊等工作。