山东省设计方案暴雨雨量历时关系分析(改后).docVIP

山东省设计暴雨雨量历时关系分析 陈干琴1，庄会波1，刘炳忠1，王娟1，王瑞雪1，谭璐2 （1.山东省水文局，山东 济南 250002；2.济南市水文局 山东 济南 250014） 摘 要:设计暴雨雨量历时关系是均值历时关系和变差系数历时关系组合的结果。本文根据最新的山东省暴雨统计参数综合研究成果，分析了暴雨均值和变差系数随历时的变化关系及其空间差异和影响因素，同时分析了设计暴雨雨量历时关系随频率变化的各种类型，对设计暴雨洪水研究具有重要意义。 关键词: 设计暴雨；雨量历时关系；均值；变差系数；频率；山东省 1前言 设计暴雨雨量历时关系是指各种历时及其相应的设计最大雨量之间的关系[1]。由于各个水利水电工程的控制流域面积、工程特性、运行要求都存在很大的差别，因此，对设计暴雨的控制历时提出了不同的要求。设计暴雨雨量历时关系配合五种标准历时（10min、60min、6h、24h和3d）的设计暴雨，用于推求工程控制历时的最大雨量，对广大中小型水利工程的设计洪水，特别是洪峰和短历时洪量是极为重要的[2]。 设计暴雨雨量历时关系相当复杂，但是不同频率条件下的时深关系是由关系和关系组合的结果[3]，本文根据最新的山东省暴雨统计参数综合研究成果，分析了暴雨统计参数（均值和变差系数）随历时的变化关系及其空间分布，对设计暴雨洪水研究具有重要意义。 2雨量均值历时关系 2.1雨量历时关系曲线 暴雨多年均值与历时的关系是点雨量时深关系的重要特征。在双对数图纸上点绘代表地点历时范围10min～3d区间的关系曲线，发现各代表地点10min～3d之间曲线具有共同点：曲线斜率即随历时增加逐渐变小。 为对各暴雨分区综合进行比较，按照分布尽量均匀、暴雨高值区尽量多选的原则，在全省范围内选取了76处代表地点，在五种历时暴雨均值等值线图上分别查读各处均值，将同一暴雨分区内所有代表地点的曲线绘制在一张图纸上，对每个暴雨分区多站的曲线取中间情况的，作为该暴雨分区的综合。各暴雨分区综合时深关系曲线分段斜率值见表1。 表1 山东省各暴雨分区综合时深关系曲线分段斜率值 Table 1 Subsection slopes of each storm region synthetic rainfall depth-duration curve in Shandong Province 暴雨分区名称 代表地点 (处) 历时区段 10～60min 60min～6h 6～24h 24h～3d 鲁北平原区 13 0.50 0.27 0.16 0.14 泰沂山北区 13 0.55 0.25 0.24 0.16 胶东半岛区 23 0.56 0.30 0.21 0.17 泰沂山南区 22 0.54 0.29 0.21 0.15 南四湖湖西 平原区 5 0.52 0.26 0.22 0.15 由表1可知，各暴雨分区的时深关系特性存在如下差别： （1）的地区差别。各暴雨分区中，胶东半岛区大多历时区段（10min～6h和24h～3d）的斜率都是最大，鲁北平原区6h～3d之间的斜率都是最小。特短历时（10～60min）值山丘区（泰沂山北区、胶东半岛区和泰沂山南区）比平原区（鲁北平原区和南四湖湖西平原区）要大；短历时（60min～6h）值胶东半岛区和泰沂山南区要比其他地区略大；中长历时（6～24h）以泰沂山北区值最大，鲁北平原区值最小，其他地区基本接近；长历时（24h～3d）胶东半岛区值略大，鲁北平原区值略小，其他地区基本接近。 （2）随历时的差异。各暴雨分区都以特短历时（10～60min）值为最大，长历时（24h～3d）值为最小。泰沂山北区在60min～24h之间的值接近常数，基本呈直线分布。鲁北平原区6h～3d之间的值也比较接近。各暴雨分区相邻时段斜率差值都以特短历时（10～60min）和短历时（60min～6h）之间的差值为最大。 （3）曲线形状。尽管各暴雨分区综合都一致呈上凸状，但山丘区（泰沂山北区、胶东半岛区和泰沂山南区）关系线上凸程度要比平原区（鲁北平原区和南四湖湖西平原区）略大。 2.2不同历时雨量关系 雨量历时关系存在空间变化，不同历时之间的雨量比率（即）也有地区差异。根据76处代表地点不同历时雨量比率计算成果，分析了全省不同历时雨量比率的空间分布。 特短历时（10～60min）虽然历时范围较小，且多数地点雨量随历时增长较快，但仍显示有地区差异。平原区（鲁北平原区和南四湖湖西平原区）最大10min与60min雨量均值的比率（）达到或略超过0.40；崂山迎风区略低于0.35；其他地区在0.35～0.40之间，地区内部随地形仍略有差别。 短历时雨量比率，在沿黄河及以南部分地区（主要指德州南部、济南中部、滨州南部、淄博中部和北部