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文档简介

1、PAGE 全国山洪灾害防治规划山洪灾害临临界雨量量分析计计算细则则(试行)全国山洪灾灾害防治治规划领领导小组组办公室室二三年年十二月月目 录TOC o 1-1 h z HYPERLINK l _Toc58750938 1、典型区区确定 PAGEREF _Toc58750938 h 2 HYPERLINK l _Toc58750939 2、资料收收集 PAGEREF _Toc58750939 h 3 HYPERLINK l _Toc58750940 3、临界雨雨量分析析计算 PAGEREF _Toc58750940 h 9 HYPERLINK l _Toc58750941 4、无资料料山洪灾灾害

2、区域域临界雨雨强分析析方法 PAGEREF _Toc58750941 h 13 HYPERLINK l _Toc58750942 5、临界雨雨量分析析计算实实例 PAGEREF _Toc58750942 h 17 HYPERLINK l _Toc58750943 6、小结 PAGEREF _Toc58750943 h 37全国山洪灾害防治规划 临界雨量分析计算细则PAGE 42山洪灾害临临界雨量量分析计计算细则则全国山洪洪灾害防防治规划划技术大大纲对对规划中中涉及的的有关定定义和技技术问题题进行了了界定与与阐述,但但由于各各省、直直辖市、自自治区以以前在山山洪灾害害防治方方面所做做工作不不多,

3、还还有一些些技术问问题需在在技术大大纲的基基础上进进行细化化,以指指导各省省、直辖辖市、自自治区的的规划工工作。山山洪灾害害临界雨雨量(强强)分析析计算就就是其中中的一个个重要技技术问题题,也是是规划的的重要技技术指标标之一(如如降雨区区划中也也要考虑虑临界雨雨量这个个指标),更更是山洪洪灾害预预报预警警的重要要基础,本本细则则是全全国山洪洪灾害防防治规划划技术大大纲在在临界雨雨量分析析计算方方面的延延伸、拓拓展和细细化。在一个流域域或区域域内,降降雨量达达到或超超过某一一量级和和强度时时,该流流域或区区域发生生山溪洪洪水、泥泥石流、滑滑坡等山山洪灾害害。把这这时的降降雨量和和降雨强强度,称称

4、为该流流域或区区域的临临界雨量量(强)。临临界雨量量(强)是是一项指指标,对对于山洪洪灾害防防治有着着重要意意义。山溪洪水、滑滑坡、泥泥石流三三种灾害害的临界界雨量不不尽相同同,三种种灾害相相对独立立的区域域或流域域应分类类进行分分析计算算,以某某一种灾灾害为主主,三种种灾害难难以分开开,也可可合并进进行分析析计算,即即假定区区域或流流域内三三种灾害害的临界界雨量相相同。通通过灾害害与降雨雨量直接接建立关关系,各各种灾害害的临界界雨量分分析计算算的方法法是一致致的。因因此,本本细则则介绍绍的方法法对于三三种灾害害的临界界雨量分分析计算算来说是是通用的的。对于资料条条件好的的区域或或流域,山山洪

5、灾害害临界雨雨量计算算方法简简便、直直观、易易行且成成果合理理可靠,但但对于雨雨量站点点稀少,或或缺乏雨雨量资料料的区域域或流域域临界雨雨量分析析计算难难度大。本本细则则根据据水文部部门现有有雨量站站网的雨雨量资料料(这些些站有些些可能不不设在山山洪沟或或泥石流流沟流域域内),并并利用气气象站网网雨量资资料进行行补充,分分析计算算典型区区域的临临界雨量量,在先先分析算算单站临临界雨量量的基础础上,然然后分析析计算山山洪灾害害区域的的临界雨雨量,也也可直接接分析计计算典型型区域的的临界雨雨量(假假设该区区域内临临界雨量量相等),通通过湖南南省典型型实例的的临界雨雨量分析析计算,证证明是现现实可行

6、行的。同同时本细细则也也给出了了资料缺缺乏和无无资料区区域或流流域临界界雨量的的插补分分析方法法。细则编编制单位位(长江江水利委委员会水水文局)在在编制过过程中做做了大量量的分析析研究工工作,本本细则则对各各省、直直辖市、自自治区山山洪灾害害防治规规划工作作中临界界雨量的的分析计计算具有有指导意意义。1、典型区区确定典型区域的的确定应应考虑以以下主要要条件。(1)区域域内应有有一定数数量的雨雨量站点点(平均均单站控控制面积积在20003300kkm2以下,资资料条件件差的地地区可适适当放宽宽),且且分布比比较均匀匀;具有有较完整整、详细细的山洪洪灾害历历史发生生记录或或调查资资料;各各站点具具

7、有时间间序列较较完整的的雨量资资料、一一定的地地质资料料、水文文资料和和气候资资料。(2)区域域内人口口密度较较大,具具有典型型山洪灾灾害地理理特征,山山洪灾害害频繁,受受灾情况况严重。(3)典型型区域可可以是一一个流域域,也可可以是一一个区域域,在划划分典型型区域边边界线时时,区域域内可包包含若干干条完整整的流域域面积不不超过2200kkm2的小流流域,应应尽量避避免将小小流域分分割开,区区域内的的地质条条件和气气象条件件相差不不大。2、资料收收集2.1典型型区域确确定后,开开始收集集、整理理典型区区域的自自然地理理概况、水水文气候候特征、流流域及河河道特征征资料。2.1.11自然地地理概况

8、况资料主主要包括括:流域域的地理理位置、地地形地貌貌特征、支支流(沟沟)水系系分布情情况等。2.1.22典型山山洪灾害害区域特征征资料主主要包括括:流域域面积、河河道长度度、河道道比降等等,填写写表2.1。表2.1 典型山山溪洪水水区域及及河道特特征值表表水系流域名称流域面积(km22)河道长度(km)河道比降()备注2.1.33多年平平均降雨雨概况(多多年平均均1-112月雨雨量分布布),填填写表22.2。表2.2 地地区多年年月均降降水量统统计表(单单位:mmm)1月2月3月4月5月6月7月8月9月101112全年2.1.44典型山山洪灾害害区域各各种比例例尺最新新地形图图,根据据规划区区

9、1:55万或11:1万万地形图图量算区区域控制制断面以以上流域域及河道道特征值值。2.2搜集集典型区区域内现现有气象象台(站站)、雨雨量站、水水文站(包包括水文文实验站站和水位位站)的的分布情情况,并并按表22.3统统计各站站的观测测内容、观观测系列列;按11:1000万比比例尺绘绘制本省省站网水水系分布布图,并并将站点点标注在在图上,以以全面了了解区域域内的气气象、雨雨量及水水文(水水位)站站点分布布情况。收集典型山山洪灾害害区域内内气象、雨雨量、水水文测站站历年气气象、雨雨量及水水文资料料观测方方法、资资料整编编、有关关系数(如如浮标系系数)取取用情况况等;并并收集水水文、水水位站基基面及

10、各各种基面面之间的的转换关关系等。表2.3 典型区区域内水水文站和和雨量站站观测情情况统计计表站名所在地控制面积(km22)观测内容及及观测年年限基面备注雨量水位流量泥沙2.3搜集集典型区区域已有有的最新新暴雨等等值线图图、暴雨雨统计参参数等值值线图。包包括最大大10分分钟、330分钟钟、1小小时、33小时、66小时、112小时时、244小时暴暴雨等值值线图和和对应的的统计参参数(均均值、偏偏态系数数Cv、离离差系数数Cs)等等值线图图。2.4搜集集典型区区域山洪洪灾害多多发期雨雨量站历历年降雨雨资料。内内容包括括山洪灾灾害多发发期逐日日降水资资料、历历年分时时段最大大降雨量量的特征征值(包包

11、括100分钟、330分钟钟、1小小时、33小时、66小时、112小时时、244小时最最大降雨雨系列)及及降雨过过程,暴暴雨中心心位置及及笼罩面面积等。搜搜集各时时段最大大暴雨系系列时统统一填写写表2.4。表2.4典型山洪洪灾害多发发区域 站暴雨雨特征值值表年份10分钟30分钟1小时3小时6小时12小时24小时备注雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间2003最大平均 注:11.表中中时间指指最大时时段雨量量所发生生的起始始时间,雨雨量为相相应时段段内年最最大雨量量。2.表中资资料系列列从建站站观测时时开始至至20003年。3.全国国山洪灾灾害防治治规划技技术大纲纲中未未列12

12、2小时这这个时段段,据本本细则分分析,有有条件且且为影响响山洪灾灾害重要要时段应应考虑增增列。2.5历史史山洪灾灾害水文文气象调调查资料料,包括括降水资资料、有有关研究究分析报报告、山山洪灾害害区域内内及邻近近区域降降雨持续续时间、降降雨强度度、山洪洪灾害发发生过程程总雨量量和强降降水发生生前的异异常天气气特征等等,历史史洪水水水位和实实测成灾灾洪峰水水位、洪洪峰流量量、发生生时间、历历史暴雨雨和历史史成果的的可靠程程度评价价、山洪洪灾害发发生过程程、暴雨雨开始至至灾害发发生的时时间间隔隔、各地地方志中中有关山山洪灾害害的描述述等。2.5.11搜集历历次山洪洪灾害对对应的区区域内降降水过程程的

13、逐时时段降水水资料,统统计过程程总雨量量。逐时时段降雨雨(100分钟、330分钟钟、1小小时、33小时、66小时、112小时时、244小时)最最大降雨雨量,并填写写表2.5。表2.5 典型型区域山山洪暴发发时对应应 站暴暴雨特征征值表山洪灾害发发生时间间10分钟30分钟1小时3小时6小时12小时24小时过程雨量过程历时备注雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间雨量时间2003最小最大平均 注:11.表中中时间指指山洪暴暴发对应应的降雨雨过程中中最大时时段雨量量所发生生的起始始时间,雨雨量为山山洪暴发发对应的的降雨过过程中最最大时段段雨量。 2.表中资资料系列列从建站站观测时时开始至至

14、20003年。3.备注希希望注明明灾害情情况,有有详细资资料,可可另页附附上。2.6搜集集典型区区域山溪溪洪水灾灾害分析析有关的的水文资资料,主主要有水水位、流流量、河河道比降降、纵横横断面、已已有的历历史暴雨雨洪水调调查资料料及有关关山洪记记载的历历史文献献资料等等。其中中,水位位资料为为山洪灾灾害发生生期洪水水位要素素摘录表表;流量量资料为为山洪灾灾害发生生期洪水水要素摘摘录表。搜搜集实测测洪水比比降、根根据实测测资料率率定的河河道糙率率等。2.7若区区域内尚尚有未调调查的暴暴雨、洪洪水及灾灾情时,应应对其进进行详细细调查;或虽曾曾进行过过调查但但近期又又出现过过山洪灾灾害时,应应进行补补

15、充调查查。调查查内容应应尽可能能细致,包包括致灾灾暴雨发发生开始始时间、暴暴雨持续续时间、暴暴雨量级级、暴雨雨开始至至灾害发发生的时时间间隔隔、最大大暴雨强强度、最最高洪水水位和最最大流量量、山洪洪河道基基本概况况等。同同时应作作好调查查记录,包包括被调调查人年年龄、住住址、是是否亲历历该次灾灾害、文文化程度度、对灾灾害的描描述情况况、灾害害痕迹调调查测量量情况等等,并对对调查结结果的可可靠程度度做出相相应评价价。对引发山洪洪灾害的的暴雨、洪洪水进行行调查时时,应统统一按表表2.66填写有有关内容容。当搜搜集已有有的山洪洪灾害暴暴雨、洪洪水调查查资料时时,也应应统一填填写表22.6。2.8收集

16、集其他相相关资料料,包括括水土流流失、泥泥沙、地地质、遥遥感、遥遥测及雷雷达测雨雨资料等等。收集的所有有资料,除除雨量、灾灾害时间间等资料料直接用用于临界界雨量分分析计算算外,其其它资料料,则用用来进行行灾害区区综合条条件的类类比、对对灾害发发生的时时间及程程度的综综合判断断,并对对临界雨雨量成果果进行合合理性分分析及比比拟采用用等。表2.6 山山洪灾害害暴雨、洪洪水调查查记录表表序号山洪灾害发发生位置置山洪灾害类类型山洪灾害发发生时间间调查时间降雨开始时时间最大雨强出出现时间间降雨历时总雨量最大雨强山洪灾害发发生时间间最大雨强至至灾害发发生的时时距降雨发生至至灾害发发生时距距调查最高水水位调

17、查最大洪洪水流量量可靠性评定定mm/hmm/3hhmm/6hhmm/122hmm/244h注:1.山山洪灾害害的暴雨雨、洪水水调查时时,应填填写详细细的调查查记录。记记录中应应详细记记录被调调查人的的姓名、年年龄、性性别、住住址、文文化程度度、对调调查内容容及灾情情的描述述等,同同一调查查点至少少访问33人以上上;调查查人至少少2人。2.表中各各项内容容应尽量量调查,确确实无法法调查的的项目可可空缺,但但需说明明原因。泥泥石流山山洪灾害害,还应应尽量调调查100分钟雨雨强和330分钟钟雨强。3.当搜集集的过去去调查资资料不能能满足规规划需要要时,还还应进行行补充调调查。3、临界雨雨量分析析计算

18、临界雨量按按灾害种种类划分分为山溪溪洪水灾灾害临界界雨量、泥泥石流灾灾害临界界雨量、滑滑坡灾害害临界雨雨量,因因典型区区域内泥泥石流、滑滑坡灾害害较少且且缺乏相相关资料料,临界界雨量可可合并进进行分析析计算(假假定三者者临界雨雨量相同同)。如如泥石流流灾害和和滑坡灾灾害资料料较好,临临界雨量量应分别别进行分分析计算算,方法法相同;按范围围又可以以划分为为单站灾灾害临界界雨量和和区域灾灾害临界界雨量。下下面介绍绍单站临临界雨量量及区域域(可以以是一条条山洪沟沟或泥石石流沟,也也可以是是多条)临临界雨量量的分析析计算方方法。3.1单站站临界雨雨量分析析计算并并利用其其分析区区域临界界雨量3.1.1

19、1资料统统计首先根据区区域内历历次山洪洪灾害发发生的时时间表,收收集区域域及周边边邻近地地区各雨雨量站对对应的雨雨量资料料(区域域内有的的地方可可能未发发生山洪洪,但雨雨量资料料也应一一并收集集),以以水文部部门的雨雨量资料料为主,气气象站网网和实地地调查雨雨量资料料作为补补充。确确定对应应的降雨雨过程开开始和结结束时间间,降雨雨过程的的开始时时间,是是以连续续3日每每日雨量量1mmm后出现现日雨量量1mmm的时时间;降降雨过程程的结束束时间是是山洪灾灾害发生生的时间间(这里里确定的的是降雨雨过程统统计时间间,如灾灾害发生生后降雨雨仍在持持续,灾灾害会加加重)。过过程时间间确定后后,在每每次过

20、程程中依次次查找并并统计110分钟钟、300分钟、11小时、33小时、66小时、112小时时、244小时最最大雨量量,过程程总雨量量及其每每项对应应的起止止时间。如如果过程程时间长长度小于于对应项项的时段段跨度,则则不统计计(如降降雨过程程小于112小时时,则不不统计112小时时、244小时最最大雨量量及其起起止时间间),但但过程雨雨量必须须统计。当降雨过程时间较长时(例如过程时间超过3天),降雨强度可能会出现2个或以上的峰值,则统计最靠近灾害发生时刻各时间段最大雨量。如果收集的资料中已包含各时段雨量统计值,则可直接进行下步工作。3.1.22临界雨雨量计算算假设区域内内共有SS个雨量量站,共共

21、发生山山洪灾害害N次,共共统计TT个时间间段的雨雨量,RRtijj为t时段第第i个雨量量站第jj次山洪洪灾害的的最大雨雨量,则则各站每每个时间间段N次次统计值值中,最最小的一一个为临临界雨量量初值,即即初步认认为这个个值是临临界雨量量,计算算公式如如下: 3.1.33单站临临界雨量量分析3.1.33.1不不同站点点相同时时段的临临界雨量量不尽相相同,与与各站点点地质、地地形、前前期降雨雨量及气气候条件件不同有有关。地地形陡峭峭,土壤壤吸水能能力较好好,前期期降雨量量小,年年雨量较较大的地地区,临临界雨量量就较大大,相反反则临界界雨量就就较小。3.1.33.2同同一站点点不同时时段的临临界雨量量

22、,能反反映该站站点对于于不同时时间段最最大降雨雨的敏感感程度,因因此需要要对各时时段的临临界雨量量进行综综合分析析,并结结合山洪洪灾害调调查资料料,确定定影响山山洪灾害害发生的的重要时时段。因因过程总总雨量也也有临界界值,实实际工作作中,各各时段临临界雨量量必须一一起综合合使用,并并判别山山洪灾害害发生的的可能性性,如11小时这这个时段段出现大大于临界界值的降降雨时,灾灾害发生生的可能能性较小小,3小小时、66小时也也出现大大于临界界值的降降雨时,灾灾害发生生的可能能性较大大。但只只要有一一个时段段降雨将将超过其其临界值值,就有有可能发发生山洪洪灾害。3.1.33.3可可以将区区域内各各站同一

23、一时段的的临界雨雨量进行行统计分分析计算平均均值 (tt=100分钟、330分钟钟过程程雨量)可视为区域域内大范范围的平平均情况况,是即即当面降降雨量超超过时,区区域内有有可能发发生山洪洪灾害。(2)统计计最小值值可视为区域域内致灾灾降雨强强度的必必要条件件,即只只有当区区域内至至少有一一个站雨雨强超过过时,区区域内才才有可能能发生山山洪灾害害。(3)统计计最大值值可视为区域域内发生生山洪灾灾害的充充分条件件,即当当区域内内每个站站点雨强强都超过过时,区区域内将将会有大大范围的的山洪灾灾害发生生。3.1.33.4 利用单单站临界界雨量分分析计算算区域临临界雨量量(单站站临界雨雨量法)因影响临界

24、界雨量的的因素多多,且各各种因素素的定量量关系难难以区分分开,各各次激发发灾害发发生的雨雨量均不不完全同同,因此此区域内内各站的的临界雨雨量也不不尽相同同。根据据分析计计算出的的区域内内各单站站临界雨雨量初值值,来确确定区域域临界雨雨量,这这种方法法称为单单站临界界雨量法法。区域域临界雨雨量的取取值不是是一个常常数,而而是有一一个变幅幅,变幅幅一般在在及之间,也也可适当当外延,在在该变幅幅内区域域中达到到临界雨雨量的站站点相对对较多,但但不是全全部。只只要降雨雨量在该该变幅内内,区域域内就有有可能发发生山洪洪灾害。临临界雨量量变幅不不能过大大,否则则对山洪洪灾害防防治意义义不大。3.2区域域山

25、洪临临界雨量量的分析析计算(区区域临界界雨量法法)3.2.11资料收收集与统统计首先根据区区域内各各雨量站站历史山山洪灾害害发生时时间表,收收集对应应的雨量量资料(区区域内只只要有一一个站发发生山洪洪,视为为该区域域内发生生了山洪洪,则区区域内所所有雨量量站都要要收集和和统计对对应的降降雨过程程资料),降降雨过程程的划分分与单站站方法相相同。计算区域内内与历次次山洪灾灾害对应应的各时时段最大大面平均均雨量,假假设区域域内共有有S个雨雨量站,共共发生山山洪灾害害N次,共共统计TT个时段段的面平平均雨量量,面平平均雨量量计算可可采用算算术平均均法、泰泰森多边边形法、雨雨量等值值法等多多种方法法,根

26、据据典型区区域的实实际情况况而定,但但要保证证计算得得到的面面平均雨雨量的精精度。RRtj为t时段第第j次山山洪灾害害对应雨雨量过程程中的最最大面平平均雨量量(通过过滑动平平均得出出),则则区域内内各时段段有N个个(每场场灾害一一个)最最大面平平均雨量量值。3.2.22区域临临界雨量量的初值值确定统计N次山山洪灾害害各时段段最大雨雨量面平平均值的的最小值值,即为为各时段段区域山山洪临界界雨量初初值。3.2.33区域临临界雨量量分析3.2.33.1可可视为区区域内面面平均临临界雨量量初值,因因影响临临界雨量量的因素素多,各各次激发发灾害发发生的雨雨量不同同,因此此临界雨雨量的取取值不是是一个常常

27、数,而而是有一一个变幅幅,变幅幅一般在在上下一一个区间间,即临临界雨量量可能略略小于和和略大于于,在该该变幅内内区域中中有一定定数量的的灾害场场次(NN次中)。只只要面降降雨量在在该变幅幅内,区区域内就就有可能能发生山山洪灾害害。3.2.44.2区区域山洪洪灾害临临界雨量量,可作作为判别别区域内内有无山山洪灾害害发生的的定量指指标,因因在统计计山洪灾灾害次数数时,只只要区域域内有11个站发发生了山山洪灾害害,就认认为区域域内有山山洪灾害害发生。因因此,它它无法判判别区域域内受灾灾面积的的大小及及灾害严严重程度度(面降降雨量越越来大于于临界雨雨量,灾灾害将越越严重),但但这种方方法对资资料要求求

28、不高,对对于雨量量站密度度相对较较小的区区域,比比较适用用。4、无资料料山洪灾灾害区域域临界雨雨强分析析方法对于无资料料或资料料比较缺缺乏,无无条件作作上述单单站临界界雨量或或区域临临界雨量量分析的的地区,临临界雨量量的分析析方法主主要采用用内插法法、比拟拟法、山山洪灾害害实例调调查法、灾灾害与降降雨频率率分析法法等。4.1内插插法和比比拟法4.1.11内插法法此方法适用用于在已已分析过过单站临临界雨量量区域内内有一些些雨量站站空白区区(或有有站但无无降雨量量实测资资料)。依依据是:降雨量量的分布布从气候候角度来来看是空空间连续续的,临临界雨量量虽与地地质条件件及气象象条件有有关,但但在典型型

29、区选取取时,已已限定区区域内地地质条件件及气象象条件相相差不大大,因此此,可以以认为临临界雨量量在典型型区内也也是连续续的,可可勾绘等等值线。将将各单站站各时段段临界雨雨量填在在对应的的雨量站站点位置置,通过过勾绘等等值线图图的方法法(每一一个时段段一张图图),求求出空白白处山洪洪沟的临临界雨量量,如果果一条山山洪沟有有几条等等值线穿穿过,则则需据等等值线图图求出空空白区平平均值来来确定临临界雨量量。另外外,当与与选定典典型区相相邻较近近(一般般区域间间最近点点距离不不超过550kmm)有雨雨量站(且且有降雨雨实测资资料),绘绘等值线线图时应应参考这这些资料料。4.1.22 比拟拟法(地地质、

30、地地貌及降降水等条条件综合合分析法法)此方法适用用于典型型区之外外确无资资料条件件作临界界雨量分分析的区区域或山山洪沟,当当这些区区域的其其它条件件如地质质条件(地地质构造造、地形形、地貌貌、植被被情况等等)、气气象条件件(地理理位置、气气候特征征、年均均雨量等等)、水水文条件件(流域域面积、年年均流量量、河道道长度、河河道比降降等)与与典型区区域某一一条山洪洪沟较为为相似时时,可视视为二者者的临界界雨量基基本相同同。如区区域或山山洪沟内内有些条条件与典典型区存存在差异异,可据据实际情情况适当当进行调调整,最最后确定定区域或或某条山山洪沟的的临界雨雨量。4.2灾害害实例调调查法这是在无资资料地

31、区区最常用用的一种种方法。它它是通过过大量的的灾害实实例调查查和雨量量调查资资料(有有条件时时也可收收集一些些专用雨雨量站实实测资料料,如厂厂矿、企企业、水水电站等等单位的的专用雨雨量站资资料,也也应收集集区域周周边邻近近地区的的雨量资资料,便便于分析析比较),进进行分析析筛选,确确定灾害害区域临临界雨量量。采用用此方法法必须作作全面的的灾害实实例调查查和对应应雨量调调查,对对所调查查到的灾灾害及其其对应的的降雨资资料进行行统计分分析时,根根据调查查资料情情况,可可以统计计各场灾灾害不同同时段(但但时段不不可能象象有资料料区域分分得那么么细)和和过程降降雨量,将将历次灾灾害中各各时段和和过程的

32、的最小雨雨量作为为临界雨雨量初值值。因受受调查资资料的可可靠性和和准确性性影响,临临界雨量量初值也也会存在在一定的的误差,可可通过与与周边邻邻近地区区的临界界雨量进进行综合合对比分分析,最最后合理理确定临临界雨量量值。山山溪洪水水、泥石石流、滑滑坡在有有条件地地区应分分类调查查,但三三者之间间在有些些地区有有时也存存在密切切的关系系,如泥泥石流与与滑坡是是一对密密不可分分的孪生生兄弟,有有可能很很难分类类调查,不不能分开开的就合合并进行行临界雨雨量的分分析计算算(假定定三种灾灾害临界界雨量相相同)。4.3 灾灾害与降降雨频率率分析法法通过对灾害害场次的的调查,分分析山洪洪灾害发发生的频频率,如

33、如某区域域自19950年年以来共共发生了了14次次山洪灾灾害,那那么山洪洪灾害发发生的频频率P=14/(20003-19550+11)=225.99%。分分析计算算与灾害害相同频频率的降降雨量,全全国各省省都有不不同时段段(100分钟、11小时、66小时、224小时时)的年年最大雨雨量等值值线图,变变差系数数等值线线图(CCs/CCv一般般各省都都已固定定),而而且系列列已进行行了延长长(200世纪990年代代未或221世纪纪初),山山洪灾害害区域的的各频率率设计雨雨量可以以计算出出来,取取与山洪洪灾害发发生频率率相同的的降雨量量设计值值即为临临界雨量量初值,这这里假定定灾害与与降雨同同频率,

34、如如根据资资料分析析认为两两者不同同频率,作作出相应应的折算算后,确确定与灾灾害频率率相应的的降雨频频率,求求出降雨雨设计值值作为临临界雨量量初值。通通过与周周边邻近近地区的的临界雨雨量进行行综合对对比分析析,最后后合理确确定临界界雨量值值。在计计算面设设计雨量量时,如如区域较较小可以以看作一一个点(区区域中心心),区区域较大大应考虑虑点面换换算关系系。值得注意的的是,有有些区域域一年可可能发生生两场或或两场以以上的灾灾害,根根据灾害害的频率率确定降降雨的频频率时,从从理论上上讲降雨雨量选样样时应考考虑超定定量的问问题,也也就是一一年不一一定选一一个样(以以往的降降雨成果果一年只只选一个个样)

35、,但但这个问问题比较较复杂,而而且工作作量大,本本次规划划中不可可能解决决这个问问题,因因此对这这种方法法的成果果应加强强综合分分析、合合理采用用。如果果区域内内有个别别雨量站站的实测测资料,可可根据这这个的临临界雨量量值与其其设计雨雨量进行行比较,确确定对应应于灾害害的降雨雨频率,这这样可回回避灾害害调查不不全、降降雨选样样(超定定量)存存在的问问题。4.4 大大范围山山洪区临临界雨量量的计算算要作一个地地区、一一个省乃乃至全国国山洪区区的临界界雨量分分析,先先在分析析区内挑挑选出若若干个有有条件作作临界雨雨量分析析的典型型区,作作出各区区的临界界雨量,再再根据上上述介绍绍的方法法,由点点及

36、面,依依此求出出全省(市市、区)各各山洪灾灾害区域域的临界界雨量。5、临界雨雨量分析析计算实实例下面以湖南南省浏阳阳市、江江华县、永永顺县三三个山洪洪灾害区区为典型型区,举举例说明明单站临临界雨量量及区域域临界雨雨量的计计算方法法及过程程。5.1浏阳阳典型区区基本情情况浏阳市位于于湖南省省东部,地地处山丘丘区向洞洞庭湖平平原区边边缘带,全全市国土土面积为为50007.55km22,共辖辖40乡乡、镇、街街道办事事处。全全市境内内有连云云山脉、大大围山脉脉、九岭岭山脉形形成浏阳阳河、捞捞刀河、南南川河三三条水系系,其流流域面积积分别为为:浏阳阳河32207kkm2,捞刀刀河11125.3kmm2

37、;南川川河6775.55km22;5公公里以上上长度的的河流有有1399条,总总长22222kkm。浏阳市地处处湖南省省湘东暴暴雨区内内,属亚亚热带季季风气候候区,气气候冬冷冷夏热,湿湿润多雨雨,年雨雨量在11400022200mmm,而而60%以上降降水又集集中在557月月份,浏浏阳河、捞捞刀河之之发源地地的大围围山、连连云山,亦亦是湖南南省湘东东暴雨区区的超强强降雨带带。暴雨雨主要由由南来的的太平洋洋湿热气气团与极极地冷高高压气团团接触形形成,基基本以低低压类天天气系统统造成的的暴雨出出现机会会较多,强强度大,从从大围山山连云云山自东东北向西西南递减减。由于浏阳市市的连云云山、大大围山均均

38、属连云云山丘,山山体脉络络清楚,基基本呈东东北西西南走向向,形成成较为典典型的两两个隆起起和三个个凹陷的的地理景景观,即即:捞刀刀河盆地地凹陷,连连云山隆隆起,浏浏阳河谷谷地凹陷陷,大围围山、九九岭山隆隆起,南南川河谷谷地凹陷陷,基本本为岭谷谷平行相相间,雁雁行背斜斜山地的的地理状状况,全全市地势势自东北北向西南南倾斜,并并沿三条条水系的的河谷向向两侧逐逐级抬升升,地面面起伏较较大,东东北最高高是为大大围山主主峰七星星岭海拔拔16008m,西西南端最最低是为为柏加山山杉湾里里,海拔拔37.5m,两两处相差差15007.55m。浏阳市境内内的主要要地层为为元古界界前震旦旦系板溪溪群,冷冷家溪群群

39、浅变质质岩,约约占全市市土地面面积的770%左左右,区区内土壤壤大部分分为板页页岩风化化物成土土质,其其次为泥泥盆系碎碎屑岩、碳碳酸岩、白白垩系、第第三系碎碎屑岩等等,约占占全市土土地面积积的177%左右右,第四四系冲积积、残坡坡积松散散堆积物物,主要要分布在在三条水水系的中中下游河河谷两侧侧及冲沟沟底部,约约占全市市土地面面积的110%左左右,岩岩桨岩主主要分布布在捞刀刀河、浏浏阳河上上游源头头,以雪雪峰期运运动产物物为主,岩岩性为酸酸性及中中酸性岩岩。全市境内岩岩石风化化较深,由由于地层层古老,浅浅变质岩岩节理裂裂隙发育育,在浏浏阳市的的东北区区的浏阳阳河上游游的大围围山、达达浒、官官渡、

40、白白沙、张张坊、溪溪江、古古港及捞捞刀河上上游的社社港、沙沙市、赤赤马、洞洞阳等乡乡镇,为为山势陡陡峻的山山丘区,山山丘坡度度为255500易发生生山坡岩岩块塌滑滑失稳,一一遇暴雨雨洪水,极极易形成成山洪或或泥石流流。浏阳市多年年来经常常遭受山山洪灾害害的袭击击,对当当地人民民生命财财产造成成了极大大的危害害,当地地政府十十分重视视山洪灾灾害的防防治,积积累了较较为完整整、详细细的山洪洪资料。因因此,浏浏阳市山山洪灾害害区基本本满足典典型区条条件,故故选为典典型区(参参见图55-1)。5.2资料料情况收集区域内内有历史史记录的的山洪灾灾害场次次资料及及地质、水水文、气气象、降降雨资料料,经过过

41、对收集集到的典典型区水水文站网网雨量站站19661年20002年逐逐日逐时时雨量资资料分析析整理,共共筛选出出山洪灾灾害过程程7次,雨雨量站点点22个个(见表表5.11、表55.2),因因收集到到的资料料有限,没没有包括括历史上上所有山山洪灾害害过程。表5.1 浏阳市市山洪典典型区山山洪各站站临界雨雨量 (mmm)站名1小时雨量量3小时雨量量6小时雨量量12小时雨雨量24小时雨雨量过程雨量芭蕉25.547.869.293.6107.99184.55白沙24.247.951.753.656.3149.99白屋里25.550.375.587.5130.66167.55碧溪22.144.959.97

42、3.887.996.4卜家皂28.848.170.387.4137157.11达浒2528.954.473.4102.77135.99大光21.732.960.490.192.792.7大瑶24.136.653.757.167.270.1古港16.425.749.967.377.8176光明21.958.382.4110.66112.55147.22寒婆坳31.457.669.269.269.9204.44黄荆坪22.145.959.371.575.7105.44龙门二24.148.470.190.7109.22187.99炉前31.559.476.790.2136.11168.88目莲渡21

43、.444.3454952.452.4社港23.631.244.246.550.3115.33石湾23.739.544.590.391.191.1双冲29.155.966.779.3120.99165.33双江口19.342.555.797.697.897.9文家市23.534.438.640.943.386.4增嘉台2329.433.246.459150.88张坊21.454.680.2104.44109.88227.22平均值24.143.859.675.990.4137.77最小值16.425.733.240.943.352.4最大值31.559.482.4110.66137227.22表

44、5.2 浏阳市市山洪典典型区山山洪面均均临界雨雨量 (mmm)过程发生日日期1小时雨量量3小时雨量量6小时雨量量12小时雨雨量24小时雨雨量过程雨量1976-6-11716.232.041.850.252.5114.111983-7-9916.141.771.7105.55124.99210.881990-6-11520.338.264.899.1114.99232.331993-7-22517.752.187.0127.44127.99128.991995-6-22332.757.395.9123.55149.66270.331997-6-7725.966.1112.55186.66194.

45、33201.991998-6-22716.236.457.3102.11141.33779.88平均值20.746.275.9113.55129.33276.99最小值16.132.041.850.252.5114.115.3时段段雨量统统计对于每次山山洪灾害害过程,在在22个个雨量站站的逐时时雨量资资料中,查查找并统统计对应应的各时时段最大大雨量及及过程雨雨量(因因未收集集到100分钟及及30分分钟雨量量,故以以小时为为单位统统计),单单站临界界雨量只只统计在在过程期期已发生生山洪灾灾害的单单站雨量量,区域域临界雨雨量则无无论是否否发生山山洪的站站点雨量量都参与与统计。5.4临界界雨量在单站

46、临界界雨量计计算时,查查找222个站77次山洪洪过程的的各时间间段最大大值中的的最小值值,得出出的结果果,即为为各站的的临界雨雨量初值值(见表表5.11);在在区域临临界雨量量计算时时,计算算7次山山洪过程程22个个站的各各时段最最大面平平均值(见见表5.2)。依依次求出出单站临临界雨量量的平均均值、最最大值、最最小值,供供分析用用;求出出区域77次面平平均值的的最小值值(得出出的结果果,即为为区域临临界雨量量初值)、平平均值(供供分析用用)。按照前面所所述方法法,在临临界雨量量初值的的基础上上,确定定单站及及区域临临界雨量量的变幅幅,这个个变幅的的取值区区间为临临界雨量量(见表表5.33)。

47、表5.3 浏阳阳市山洪洪典型区区临界雨雨量 (mmm)项 目1小时雨量量3小时雨量量6小时雨量量12小时雨雨量24小时雨雨量过程雨量单站临界雨雨量法15-25525-45535-55545-65555-755100-1150区域临界雨雨量法15-25530-50040-60050-70060-800100-1150将分析计算算的各时时段单站站临界雨雨量填在在典型区区对应站站点上,通通过勾绘绘等值线线(实际际上是临临界雨量量分布图图),可可估算出出区域内内每条小小流域的的临界雨雨量(见见图5-2图图5-66)。5.5用灾灾害与降降雨同频频率法计计算临界界雨量根据湖南南省各市市州199502000

48、2年山山洪灾害害资料汇汇编统统计,浏浏阳市119500年以来来有记录录的山洪洪灾害共共14次次(前面面用单站站法和区区域法分分析计算算临界雨雨量时,只只筛选了了其中的的7次过过程,另另7次过过程则因因未收集集到对应应的雨量量资料而而未参与与统计),山洪灾害发生频率 P=14/(2003-1950+1) 100=25.9%。根据湖南省暴雨洪水查算手册(1984年9月湖南省水利水电厅编,湖南新图已编制,但未收集到),典型区域中心1h、6h、24h雨量均值分别为40、81、113mm,变差系数Cv分别为0.42、0.44、45,Cs与Cv比值即倍比固定为3.5,由这些设计参数可计算得P=25.9%

49、1h、6h、24h的设计雨量分别为47.5、96.4、134.7mm。浏阳市位于1区,典型区面积约为4000km2,手册中只有1000 km2以下的折减系数,本次作适当外延,1h、6h、24h的点面折减系数分别为0.78、0.78、0.80,典型区域1h、6h、24h P=25.9%的 面雨量设计值分别为37.0、75.2、107.8mm。与表5.3中成果相比,灾害与降雨频率法成果偏大,主要原因是点面折算系数不准确,调查的灾害场次不全(影响频率,灾害多频率高,降雨设计值减小),据分析系列延长后各时段雨量均值减小(具体减小多少,未收集到资料)。因此在采用此方法时,应利用最新雨量等值线图,必须全面

50、调查灾害场次信息,点面折算系数应进行合理取值。另外在编制手册或图集时目的是为计算无资料小流域的设计洪水,从安全角度考虑有关参数都偏大,在南水北调中线工程总干渠交叉河流设计洪水分析计算时,对河南、河北两省的暴雨洪水查算图表进行了检验,都证明了这一点。因此采用此方法分析计算的临界雨量可能偏大,应在综合分析的基础上确定。另外流域中中心附近近石湾站站1h临临界雨量量为233.7mmm,根根据湖湖南省暴暴雨洪水水查算手手册计计算石湾湾站1hh设计雨雨量,223.77mm相相当于PP=855%,与与灾害频频率相差差很大,这这可能是是受到灾灾害调查查不全、面面雨量设设计值偏偏大等原原因造成成的。如如果采用用

51、P=885%作作为对11h这个个时段的的灾害的的频率,则则1h点点雨量(石石湾站)设设计值为为24.4mmm,折算算到面上上为199.1mmm,同同样6hh、244h的频频率分别别相当于于为900%、660%,计计算面平平均雨量量分别为为35.1、771.88mm,与与表5.3中成成果吻合合。但这这种方法法成果是是否合理理受单站站临界雨雨量影响响,而且且要求区区域中心心附近要要有雨量量资料,成成果同样样要经综综合比较较分析后后确定。5.6永顺顺、江华华两典型型区临界界雨量分分析计算算为了进行类类比,另另外选取取了两个个典型区区:湖南南省湘西西永顺县县山洪灾灾害区(见见图5-7)、永州州市江华华

52、县山洪洪灾害区区(见图图5-88)进行行临界雨雨量分析析,该两两区的基基本概况况如下:永顺县永顺县位于于湖南省省西北部部,自治治州中部部,地理理坐标:东径110935111023,北纬纬284229927,全县县总面积积38110.66平方公公里。地地处云贵贵高原、鄂鄂西山地地向江南南丘陵过过渡地带带的武陵陵山脉中中段。县县境海拔拔高程,最最高14437.9米,最最低1662.66米,相相对高差差达12275.3米。澧澧水、酉酉水夹峙峙东北部部和南部部境界。境境内峰峦峦叠嶂,地地形崎岖岖,溪流流纵横,地地形破碎碎。宏观观为中低低山峡谷谷地貌形形态。 永永顺县分分属沅江江、澧水水水系。属属于沅江

53、江流域330199.4平平方公里里,属澧澧水流域域7911.2平平方公里里。县境境水系发发育,溪溪河密布布,河流流切割密密度在00.1220.49公公里/平平方公里里,平均均河流切切割密度度0.229公里里/平方方公里。全全县流域域面积大大于100平方公公里或干干流长度度大于55公里的的河流有有71条条,其中中一级支支流6条条;二级级支流116条;三级支支流300条;四四级支流流13条条;五级级支流55条。分分别以沅沅江一级级支流酉酉水,二二级支流流猛洞河河,澧水水干流、澧澧水一级级支流澧澧水南源源四级区区统计。由由于河流流落差大大,水能能蕴藏量量丰富,且且大多兼兼有灌溉溉、放牧牧、渔业业等综

54、合合效益。永顺县主要要干流有有猛洞河河及澧水水(酉水水因凤滩滩水库淹淹没,永永顺县境境一段已已失去开开发价值值)。猛猛洞河流流域面积积22995平方方公里,在在永顺县县境内有有17332.44平方公公里,占占全流域域面积的的77.8%,占占永顺县县总面积积46.9%, 永顺县县属于中中亚热带带季风山山地湿润润气候区区,其特特征是:四季分分明,雨雨量充沛沛;夏冬冬长,春春秋短;春夏迟迟,秋冬冬早;春春水多变变,春水水迟发;夏无酷酷暑,冬冬无严寒寒;同层层气候要要素虽不不相同,垂垂直差异异却十分分明显。总总的气候候条件较较好,但但灾害天天气频繁繁。永顺县多年年平均降降水量114144mm,但但时空

55、分分布不均均,年内内多集中中于48月,平平均达9921mmm,占占全年降降水的667.44%;年年际变化化率也大大,平均均振幅为为2400mm,最最高值为为19992.77mm(119800年),最最低值9995.9mmm(19979年年),高高低值之之比为22倍;如如19660年88月降水水只4.8mmm,而119622年8月月降水为为3944.5mmm,119622年为119600年的882倍。在在地域分分布上也也不均衡衡,北部部为多雨雨区,一一般年降降水1550016000mmm,东部部较多,一一般为113000mm左左右,则则于降水水的时空空分布不不均性,造造成永顺顺县水旱旱灾害频频繁

56、发生生。永顺县地下下水是比比较丰富富的,按按径流模模数法计计算,全全县多年年平均地地下水动动储量为为2.993688亿立米米,占全全县地表表水总量量的8.7%,但但分布不不均匀。富富水地段段主要分分布在东东南部和和北部的的厚层碳碳酸盐岩岩区的褶褶皱轴部部或断裂裂带以及及碳酸盐盐岩的接接触带;贫水区区主要分分布在西西部和中中部的碎碎屑。其其地下水水埋深亦亦不相等等,大致致可分为为三大类类,即:小于550米的的浅层地地下水,在在501000米之间间的中层层地下水水,大于于1000米的深深层地下下水。地地下水径径流模数数一般在在12.4130229.55吨/平平方公里里年,水水力坡降降一般在在104

57、00之间,而而碳酸盐盐岩区由由于岩溶溶发育,地地下水比比较集中中,其流流量一般般较碎屑屑岩区大大,地下下河最大大出露量量为26637.3933升/秒秒。但水水力坡降降一般叫叫碎屑岩岩区小。地地质属古古生代海海相沉积积,泥留留系整合合地层。其其母岩分分为砂岩岩、石英英砂岩、页页岩、砂砂质页岩岩,中下下部夹有有紫红色色砂页岩岩,底部部为灰岩岩,地壤壤多为砂砂页岩发发育的厚厚层黄壤壤。坡积积土、粗粗骨土。经过对收集集到的永永顺县典典型区山山洪灾害害资料及及水文站站网雨量量站19961年年20002年逐逐日逐时时雨量资资料分析析整理,分分析计算算的各时时段单站站和区域域临界雨雨量见表表5.445.66

58、。表5.4 永顺县县山洪典典型区山山洪各站站临界雨雨量 (mmm)站名1小时雨量量3小时雨量量6小时雨量量12小时雨雨量24小时雨雨量过程雨量吊井岩14.527.249.963.397.2104.55迥龙16.224.533.744.268.271.2青天坪18.543.070.7101.22138.11140.77石堤西24.249.854.857.4101.22124.66首车16.942.157.568.5101.44200羊峰山25.639.948.470.484.099.2永顺27.338.557.858.567.1108.77平均值20.537.953.366.293.9121.3

59、3最小值14.524.533.744.267.171.2最大值27.349.870.7101.22138.11200表5.5 永永顺县山山洪典型型区山洪洪面均临临界雨量量 (mmm)过程发生日日期1小时雨量量3小时雨量量6小时雨量量12小时雨雨量24小时雨雨量过程雨量1967-6-11838.560.861.967.1185.221977-7-22514.120.637.653.861.288.71980-6-22616.643.362.991.2113.11305.881981-6-22719.446.466.691.4139.22150.991984-6-11421.162.497.214

60、0.11147.11270.331993-7-22334.271.995.7122.11135.55340.331995-6-1136.573.0109.00147.99189.66227.881998-7-22318.352.986.6150.99237.33264.99平均值22.951.177.1107.44136.33229.22最小值14.120.637.653.861.288.7表5.6 永顺县县山洪典典型区临临界雨量量 (mm)项 目1小时雨量量3小时雨量量6小时雨量量12小时雨雨量24小时雨雨量过程雨量单站临界雨雨量法15-25525-40035-55545-65565-855

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