《华东地区特小流域洪水参数研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华东地区特小流域洪水参数研究.doc（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华东地区特小流域洪水参数研究王维新 周宪庄张恭肃 周森林(华东电力设计院)(水科院水资源所)提要特小流域雨洪特性及参数变化规律，与一般中小流域不同，本文根据特小流域雨洪的特性，应用推理公式的基本理论，分析了华东地区95个测站845场次洪水，并参考应用了其它省的43个测站200余场次洪水分析资料，着重研究和总结特小流域资料处理的原则、方法；探讨特小流域的雨洪特性；洪水参数的变化规律。根据华东地区流域下垫面类型，采用了按下垫面分类的办法，将各流域的洪水参数分成五类。在第二类中又分成三个型，分别建立了各种类型洪水参数m的计算公式，可供华东地区流域面积F30km2(特别是FF30(km2)30F10(
2、km2)10F5(km2)5F10(km2)F1O(km2)合计分析年限站数洪水场次站数洪水场次站数洪水场次站数洪水场次站数洪水场次站数洪水场次江西福建浙江江苏安徽山东43222462720381084741080365635536l5233539391463138251327612521222172ll132l12S61828ll204l2202769617232158lll197019841959198419621984l97519841970l98319641985合计13l4l3326020l9l2ll9l86295845由表l可以看出，分析资料有如下几个特点：(1)流域面积小于10k
3、m2的测站占多数。据统计，流域面积在10km2以下的测站共49个，占总分析站的52%。分析洪水444场次，占总洪水次数的53%。流域面积小于1.0km2的测站也有8个(另加外区8个)。这就保证了本次分析成果的实用性。(2)各类下垫面、气候条件比较齐全。华东地区地跨南方的湿润地区和北方的半湿润地区，有丘陵、浅山、深山区、石山区和土石山区、平原坡水区和坡面径流实验观测场等各类地形、地质和地貌条件。其中：山区地形33站，占34.7，浅山丘陵区34站，占358；低丘平原20站，占21.1；径流实验场2站，占2.1；其它6站，占6.3。流域下垫面类型也十分齐全，有原始森林，针叶、阔叶林、灌木林、竹林、草
4、坡水、田(包括塘坝、凹坑)、梯田、荒坡和水土流失区等。其中，森林类17站，占17.9；草坡类13站，占13.7；水土流失类7站，占7.4；一般土石山区23站，占24.2；其它35站，占36.8。这些多种多样的地形地貌条件和齐全的下垫面类型，为洪水参数的分类综合创造了良好的条件。(3)资料年限近，质量高。资料一般都分析到1984、1985年。近几年来，我国水文部门由于进行了小河站网的规划和调整，新增加了一批小河测站，这些站一般都配备了自记雨量计，观测时段可达510分钟，流域内雨量站点布设也很密，一般5km2内就有34个雨量点，最多可达6个(如福建的乌墩)。流量测验设备也有较大改善。这就为本次分析
5、工作提供了大量的高精度、高质量的原始资料，保证了计算成果的可靠性。(4)洪峰模数较高。在分析的资料中，半湿润地区的岳家秋峪站(F=3.59km2)，洪峰模数为35m3/skm2；在南方水土流失区的桥下垄站(F=1.95km2)，洪峰模数为11m3/skm2；在南方湿润森林地区，F=2.03km2的大林站，洪峰模数为7m3/skm2。因此，大部分测站都具备了较大的洪水资料，这为单站Qmm的定线提供了十分有利的条件。(5)引用了部分中南、西南和东北地区的特小流域雨洪分析成果，这就有力地论证了华东地区洪水参数综合成果的合理性。三、特小流域的雨洪现象和特点众所周知，流域的产汇流现象不仅受控于暴雨的时空
6、分布，而且还要受到流域下垫面条件的制约。对于特小流域，流域下垫面条件比较单一，这就使得各流域之间的差异更为突出，植被条件好的流域，各种不同性质的暴雨，经流域调蓄后，其对雨洪的影响程度和作用就大大减小；植被稀少的水土流失地区则相反。因此，不同场次的暴雨在流域出口断面能形成什么样的洪水过程?对于特小流域，它既取决于流域上的暴雨特性，更主要的还要受到流域地形、地貌，尤其是流域下垫面条件的制约。而这种制约作用的程度，又随各种下垫面类型有所不同。因此，分析特小流域雨洪现象及其参数变化规律，必须把握住这两个重要的侧面，方能获得全面的、科学的结论。(一)降雨特性暴雨特性主要是指：在不同暴雨成因条件下，它的时
7、程分配和、空间分布。其中有长历时、低强度和短历时、高强度，均匀和不均匀，暴雨中心移动、少动之别。对于特小流域，通常认为流域面积愈小，暴雨面分布愈能满足均匀分布的要求。但是，从大量观测资料表明，情况亦不尽然，尤其是中小洪水为甚。例如，江西马脑背站，流域面积为5.34km2；其中800612次洪水(表2)，2小时30分钟的降雨，上下游雨量差达20多倍。表2马脑背站800612次雨量过程摘录(单位：mm)时段马脑背站管头站唐家里站3：30一4：OO4：0O一4：3O4:3O一5：O05：0O一5：3O5：30一6:OO3.2l18491178606O3O1O0070618O000O0合计4O2172
8、4象上述例子还可列举很多，这种降雨分布不均匀的特性，在很大程度上干扰了中小量级暴雨洪水的参数分析。而对于大洪水的暴雨，这种情况却有所缓和。但是另一方面，暴雨面分布的均匀程度与所取的分析计算时段t有关，对于短时段暴雨面分布是不均匀的，但对较长时段来说，这种不均匀性又为时间所均化，其面分布又相对是较均匀的。如表3所示。表3马脑背站830601次雨量过程摘录(单位：mm)t时段马脑背管头唐家里10分钟20:10 20:2020:20 20:308.49.4l7.0O.49.29.820分钟20:1O 20:30l7.817.419.0表3说明，这种面分布不均匀多半在暴雨中心移动的情况下发生，在t时段
9、取长一些时，往往就把这种不均匀性掩盖了，因此，我们认为特小流域上暴雨面分布是否均匀，一般应视在时段内或主雨峰时段内是否均匀作为分析判断的标准。(二)洪水特点流域出口断面的洪水过程，综合地反映了流域上暴雨和下垫面相互制约的结果。同一场暴雨在不同流域的下垫面作用下，将形成不同的出流过程。本次分析可归纳为以下四种型式。第一种，陡涨陡落型，这类洪水过程多见于半湿润、湿润地区中的坡度陡、植被差、水土流失严重的特小流域，其特征为：(1) 暴雨强度起主导作用，雨峰一一对应，雨停蜂现；(2) 流域(包括坡面、河槽)调蓄能力不大，退水历时与涨水历时比较接近，一般此值仅为l2(北方)，l4(南方)，见表4；(3)
10、 以地面径流为主，表层径流很少；(4) 实测洪峰模数高，一般可达2030，甚至高达35。表4洪水陡涨、陡落型特征表地区站名F(km2)L(km)J()Qm(m3/s)M(m2/skm2)涨洪历时(h)落洪历时(h)下垫面条 件山东岳家秋峪岳家秋峪(南)3.8O.792.741.40O.0224O.0382l3515.935.020.130.25O.33O.66l.O土石山区土石山区浙江风岭下3.233.40O.058732.81O.2O.753.0水土流失表5洪水陡涨、缓落型特征表地区站名F(km2)L(km)J()Qm(m3/s)M(m2/skm2)涨洪历时(h)落洪历时(h)下垫面条 件江西马脑背大坑5.349.44.105.70.055O.02168.4530.01.583.191.02.3310.244.0山丘革坡山区草坡福建英山1.O1.95O.045510.61O.61.2512.6山区革坡第二种，陡涨、陡落，缓退型。这类洪水过程发生在流域坡面有大片碎砾石复盖、断层裂隙比较发育的地区，其特点为：(1)地面径流形成的洪峰由暴雨强度大小决定；(2)退水过程第一拐点明显，反映了河槽流与坡面流具有不同的退水规律，如图1；(3)一次净雨产生的洪水过程基本上由地面径流和表层流两部分组成，其中表层流在次径流总量中的比重，
