云南省暴雨洪水查算实用手册92年版 - 图文(2)

云南省暴雨洪水查算实用手册1992年版 YNQJNYSJY

一、 自然地理概况

云南省地处祖国西南边陲，位于北纬21°9′，东经97°23′～106°12′，属高原山区省份。全省地形大致由剑川经大理沿红河一带分为两部分，西部为著名的横断山脉高山峡谷区，山川相间，河流呈帚状排列；东部属云贵高原，一般海拔在2000米以上；南部中低宽谷盆地区。全省海拔相差很大，最高点位于滇藏交界的梅里雪山海拔6740米，最低点在河口县，海拔仅76.4米，整个地势由西北向东南呈三级阶地递降。

从气候条件看，全省寒、温、热三带兼备。滇西、滇西南为热带、亚热带，滇西北主要为高寒气候带，温带分布范围最广。云南地处低纬度地带，大部分地区夏无酷暑，冬无严寒。干湿季分明是主要的气候特点。夏半年，受热带海洋气团控制，盛行西南季风和东南季风，水汽丰沛，多阴雨天气，若与南下冷空气相遇，往往易形成强度较大的暴雨。冬半年，受热带大陆气团控制，盛行西风、西南风，湿度小，气温高，降水少，全省多年平均降雨量约为1100毫米，汛期（5-10）月降雨量占年降雨量的85%左右，尤以6-8月所占比重为大，且是暴雨洪水频繁发生的季节。

云南有六大水系，除金沙江、珠江外，其余四条为国际河流，流入越南、老挝和缅甸等国。大多数河流都具有落差大、水流湍急、水量变化大的特点，因而蕴藏着丰富的水力资源，我省境内多年平均产水量为2222亿立方米，居世界第3位。

二、 暴雨 （一）、暴雨特性

1.暴雨的季节分配。

据各区代表站592场暴雨发生月份的统计（资料截至1975年），各地暴雨开始和结束日期并不，主要出现在5-10月，以6-8月暴雨发生最为频繁。一般规律是，滇东早于滇西，滇南长于滇北，尤以滇东北最为集中，多数发生在7、8两月。

2.暴雨的时程分配。

全省暴雨资料统计，24小时雨量主要集中在6-12小时那。由综合时深关系表可知，1小时、6小时、12小时分别占24小时雨量的29～36％、60～75％和85％左右，可见我省暴雨时程分配之不均匀程度。 3.暴雨的空间分布。

复杂的地形和悬殊的高差，构成了我省独特的立体气候，暴雨有随地势高差呈相应的垂直变化的特点。将高程相近的群站年最大一日暴雨均值与其相应高程

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建立相关图（1）（略），不难看出：

（1）、在1300～2000m高程内，为明显的最大降雨带； （2）、在700～1300m高程范围内，暴雨随高程增加而递增。 （3）、约在2000m以上，降水量则随高程而递减。

按暴雨出现的频次，全省分为6个多暴雨中心和4个少暴雨区，它们是：滇东南特多暴雨区、滇南特多暴雨区、滇西南多暴雨区、滇东多暴雨区、滇东北多暴雨中心和华坪暴雨中心。四个少暴雨区为滇西北特少暴雨区、滇北少暴雨区，滇东北少暴雨区和滇中少暴雨区。

暴雨的另一特点是同次暴雨笼罩面积小、暴雨量级低、递减快，一般相距10km的站点，雨量可相差1～2倍。 4.暴雨的年际变化。

由24小时暴雨的变差系数Cv值反映出的一般规律是滇西小于滇东，滇北大于滇南，即多暴雨区的Cv值小于少暴雨区，如会泽县坡脚位于少暴雨区，曾出现了日雨量达262毫米的全省之冠（至1975年止），而暴雨频繁发生的西盟县，其最大日雨量仅为147毫米。

（二）、暴雨的天气系统

天气系统和地形特性是影响暴雨的2个主要因素。据1455场暴雨分析，我省产生暴雨的天气类型以低槽型、切变型、冷锋低槽和冷锋切变型为主，其中冷锋低槽、低槽约占总数的一半。冷锋低槽主要分布在滇东北、滇东及元江流域；低槽型主要分布在怒江、澜沧江上游、滇西南及滇南沿国境线一带。

（三）、暴雨区划

暴雨区划原则：以暴雨特征和产生暴雨天气形势、气候特征为基础，结合下垫面、地貌要素，特别是大地形高程、走向、方位等方面进行区划。

在暴雨气候区划13个区、地貌区划12个区的基础上，采用区划指标叠置法，全省综合调整为14个一级区划。见附图7《暴雨区划图》。

（四）、时面深曲线及其绘制

为满足中小型水库设计洪水计算的要求，需通过实测大暴雨的时面深（简称DAD）关系综合分析，绘出雨量～历时～面积关系曲线，应用这一套图表以推求设计流域不同历时、不同面积的设计面雨量。

在全省14个暴雨区划内共选出典型暴雨119场，进行了暴雨等值线、时面深关系曲线的绘制。

1.时面深关系曲线绘制的一般方法

本次仅分析6、12、24小时三个时段、面积为1000平方公里的时面深关系，

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时段雨量是以暴雨中心站为准，统计6、12、24小时最大雨量，其周围各站取与中心站对应时段的雨量进行等雨量线的勾绘。本着“长包短、大包小“的原则进行合理性检查，作适当的调整。建立如同（2）单站雨量～历时~面积关系曲线（DAD曲线）。

2.时面深曲线的综合分析 为了全面反映地区暴雨特性，以暴雨区划分区综合。将各场暴雨DAD曲线按同一区绘于一张图上，采用绝对值外包，再换算成相对值，便于应用。以不同历时的暴雨中心雨量为100％，求不同面积雨深占暴雨

中心雨深的百分比，以α表示 图2 时～面～α β关系曲线 （α＝P面/P中心）称为点面折减系数。见表（7）云南省分区综合时～面～α、β关系表。

3.一日暴雨雨型统计分析

下面将解决暴雨时程分配的问题。雨型是直接关系到洪水的峰、量和洪水形状，必须挑选能反映当地暴雨特性的暴雨。为此，对119场暴雨分区作了分析，以其发生频次最多的暴雨雨型作为该区的综合雨型，供设计雨型使用，见表9云南省24小时暴雨分区综合雨型表。

（五）、云南省最大1小时、6小时、24小时点雨量等值线图编制

在全省已建中型、小（一）型水库中，流域面积在50km2以下的占80％以上，为了满足中小型水利工程设计使用，必须绘制短历时暴雨等值线图。我省共绘制了年最大10分钟、30分钟、1、3、6、12、24、48、72小时共9个时段暴雨统计参数等值线图。全国对1、6、2小时点暴雨参数等值线图进行了拼图和协调，也是我省的工作重点。

本次共搜集了具有10年以上（资料截至1979年）雨量资料的水文、气象和雨量站450站，采用以小时滑动摘录年最大时段雨量的统计方法，对7761站年资料作分析计算。

1.暴雨的频率计算

在上述统计时段暴雨的基础上，采用矩法公式计算各时段暴雨的均值H和变差系数Cv值，Cs采用3.5Cv。

（1）经验频率公式：

P?m/(n?1)*100%

式中 m——系列按大小排序后的序位，

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n——实测系列的年数。 （2）各时段点暴雨均值计算

n

H?1/n*?Hii?1

（3）变差系数

Cv?1*H

?(Hi?H)i?1n(n?1)暴雨参数H、Cv采用适线值。 2.成果的合理性检验

为达到在现有资料条件下尽可能地提高成果精度，有必要作合理性的检查。做法是：将单站各时段暴雨频率曲线同绘于一张频率纸上，经协调，使各频率曲线互不交叉且线间保持合理的差值。另据157站Cv与历时T关系线，有147站Cv最大值发生在6小时附近，这与24小时暴雨主要集中在6小时以内是相吻合的。Cv值的变化属下列情况均属合理：随着降雨历时的增长，Cv减小；或在Cv～T（历时）曲线上，Cv值两端小，中间大；或短历时小，以后渐趋稳定。对流域而言，Cv值有自上游向下游逐渐减小的一般规律。在进行了这些方面的合理性检查，便可着手绘制暴雨参数等值线。

3.暴雨等值线的绘制

鉴于我省复杂的地形和气候条件，在绘制暴雨等值线时参照了下述的有关因子，因此而勾绘之暴雨等值线才能真正反映了高原山区的特性：

（1）据水汽入流图。如滇东北往往是四川盆地丰沛水汽入侵我省的强盛地带，等值线顺山脉、河谷呈南北向。

（2）据地貌类型、山脉、高程概化图。我省南部的中、低山区位于西南、东南暖湿气流的前缘，等值线呈东西向；等值线应尽量避免横穿较完整的高山屏障，如高黎贡山、哀牢山等。

（3）特殊地形对暴雨的作用。

（4）利用全省各区暴雨站点均值与高程关系图，勾绘无资料地区的等值线。

（5）以均值H与Cv关系来勾图。其一般规律是：H大，Cv小；反之H小，Cv大。

4.暴雨公式的建立

由多数站点时深关系，将关系线归纳为四段：1小时以下、1～6小时、6～24小时和24～72小时。相应的递增指数（即1-n，n为衰减指数）分别以N1、N2、N3和M表示。由此推导得一组暴雨公式：

1小时以下：Ht<1＝H24*24?N3*6?N3?N2*t?N1

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1～6小时：H1-6＝H24*4?N3*6?N2*t?N2 6～24小时：H6-24＝H24*24?N3*t?N3 24～72小时：H24-72＝H24*24?M*t?M

其中：N1＝1.285lgH60/H10 ，N2＝1.285lgH6/H1 ，

N3＝1.661lgH24/H6 ，M＝20196lgH72/H27 。 式中：Hi——各时段的暴雨量，

t——1小时以下以分钟计，1小时以上以小时数。

同时，我们对暴雨递增指数N1、N2、N3和M分别绘制了四张等值线图。

5.暴雨等值线图的合理性分析和修正 （1）定量检查。

a.对经纬线151个交叉点用查暴雨等值线图与暴雨公式计算暴雨这两种方法作对比检查，然后，适当调整等值线，使两法成果的误差≤5毫米；

b.各时段暴雨等值线也应遵循“长包短，大包小”的原则； c.用N、N万值对H、Cv等值线图协调检查，使△N、△N万尽可能在±0.15以内。即用：△N＝N6-24－N1-6＝N3－N2、△Np＝0.01％＝N3 p＝0.01％－N0.01％。

2 p＝

d.以实测最大暴雨重现期检查、修正H、Cv等值线图。 （2）定性检查。

a. N值等值线图间的检查，其一般规律：N1>N2≥N3≥M;

b. H等值线图与相应的Cv图、不同时段的Cv图间的合理性检验。 1、6、24小时暴雨统计参数等值线图见附图1～附图6。

三、 洪水

（一） 洪水特性

我省除滇西北一小部分地区有融雪水外，大部分地区的洪水均由降水形成，两者具有良好的对应关系。洪水大致具有以下特征：

1. 汛期一般始于5月，结束于10月，个别年份迟至11、12月。一般而言，滇东、滇东北洪水早于滇南、滇西南，而汛期则短于后者。洪水以6～8月居多，对20个水文站473场洪水统计，6～8月洪水发生频次占80.5％，其中又以8月为最多，出现频次占40.1％，其次是7月，比重为27.5％。因此，7、8月是我省洪灾频繁发生的时期。

2. 不对称的洪水过程。退水段历时往往是涨水段的数倍、数十倍。山区中小流域地面径流陡涨陡罗，反映了山区河流落差大、水流急的特点。

3. 汛期雨日多，雨强不大，造成洪水多为复峰，往往前一个峰未退完，后一个峰又叠加其上，特别在雨水充沛的滇西、西南边境一带，汛期是一个长历时

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