吉林省西部超滲產(chǎn)流區(qū)設(shè)計洪水的探討的論文
1 關(guān)于超滲產(chǎn)流
超滲產(chǎn)流，發(fā)生在包氣帶上界面(地面)的產(chǎn)流機制。地面徑流的形成過程是在降雨、植物截留、填洼、雨期蒸發(fā)及下滲等幾個過程組合下的發(fā)展過程。
超滲產(chǎn)流是指地面徑流產(chǎn)生的原因是同期的降水量大于同期植物截留量、填洼量、雨期蒸發(fā)量及下滲量等的總和，多余出來的水量產(chǎn)生了地面徑流。一般來說，植物截留量、雨期蒸發(fā)量、填洼量一般較小;而下滲量一般較大、且變化幅度也很大，它從初滲到穩(wěn)滲，在時程上具有急變特性，空間上也具有多變的特性。下滲量的時空變化一般表現(xiàn)為：同一種土壤情況下，土壤干燥時，下滲能力強;土壤濕潤時，下滲能力小。由此可見，下滲對地面徑流的產(chǎn)生影響很大。地面徑流產(chǎn)生的前提條件是：產(chǎn)流界面是地面(包氣帶的上界面);必要條件是要有供水源(降水);充分條件是降雨強度要大于下滲能力。
2 超滲產(chǎn)流區(qū)雨洪特點
2.1 實驗站簡介
大布蘇、道字泡 2 處實驗站位于吉林省乾安縣西部，為典型的平原超滲產(chǎn)流區(qū)，分別于 1981 年、1983 年設(shè)站，均為閉合流域，集水面積分別為 0.091km2、0.092km2，資料系列長度分別為 5a、4a，分別于 1985 年、1986 年撤銷。
建站目的研究平原區(qū)降水徑流規(guī)律，監(jiān)測項目為降水、徑流、蒸發(fā)、土壤含水量等。
2.2 洪水過程特點
吉林省西部平原區(qū)以超滲產(chǎn)流為主，包括霍林河、洮兒河(洮南站以下)、嫩江。該區(qū)域?qū)倨皆碌匦危赜驈V闊，地勢平坦緩傾或稍有起伏;區(qū)域內(nèi)溝河稀少，河道坡度小，沖刷不顯著;土壤多為黑鈣土、風砂土、鹽堿土，土壤顆粒細密、孔隙度小，下滲能力差;降水稀少，匯流條件差，形成洪水過程場次不多;河道匯流慢，漲落慢;森林覆蓋率低，下墊面以耕地、草場、泡塘為主，不利于徑流匯集等。基于以上原因，河海大學(xué)教授趙人俊通過實地考察，認為吉林省西部降雨徑流以超滲產(chǎn)流為主。超滲產(chǎn)流區(qū)洪水漲落緩慢，洪水持續(xù)時間長，洪水過程呈現(xiàn)平原區(qū)特有的“梯形”“矩形”洪水形狀。
2.3 雨洪歷時特點
通過對該區(qū)域大布蘇、道字泡 2 處實驗站多年實測降水徑流資料綜合分析，大布蘇徑流實驗站 1981 ～ 1985 年 17 次場次洪水降水總歷時 1480min，洪水總歷時 3172min，洪水總歷時與降水總歷時比值(時間系數(shù))為 2.14;道字泡徑流實驗站洪水總歷時與降水總歷時比值(時間系數(shù))為 3.60。統(tǒng)計 2 站洪水總歷時與降水總歷時發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域場次洪水的`時間系數(shù)總趨勢接近3。
基于該區(qū)域雨洪特點，可確定該區(qū)域場次洪水總歷時與降水總歷時比值為 3:1 或 7:3，即 1d 暴雨可產(chǎn)生 3d 洪水過程，3d 暴雨可產(chǎn)生 7d 洪水過程，該時間系數(shù)可作為洪水設(shè)計的依據(jù)。
3 設(shè)計洪水方法
根據(jù)擬建工程所在區(qū)域的地理位置、土壤條件、下墊面條件和洪水特性，分析確定是否屬于超滲產(chǎn)流區(qū)。
如果該區(qū)域為超滲產(chǎn)流區(qū)，則采用矩形法(平均流量法)進行洪水設(shè)計。若該區(qū)域不屬超滲產(chǎn)流區(qū)，另選其他方法。
搜集工程所在區(qū)域的降水徑流實測資料，統(tǒng)計各場次洪水歷時、對應(yīng)場次降水歷時，計算洪水歷時與降水歷時比值即時間系數(shù)。如果該區(qū)域沒有降水徑流實測資料，可根據(jù)有關(guān)文獻資料或研究成果，分析確定時間系數(shù)。
4 結(jié)語
地理地貌、水文氣象、土壤類型、下墊面條件和河水特性等因素，決定了吉林省西部為超滲產(chǎn)流區(qū)。超滲產(chǎn)流區(qū)小流域洪水漲落緩慢，洪水持續(xù)時間長，洪水過程呈現(xiàn)平原區(qū)特有的“梯形”、“矩形”洪水形狀。通過實驗站降水徑流資料分析，超滲產(chǎn)流區(qū)小流域洪水總歷時與降水總歷時比值(時間系數(shù))總趨勢接近 3，時間系數(shù)與設(shè)計暴雨歷時的乘積接近設(shè)計洪水過程總歷時。可根據(jù)擬建工程所在的超滲產(chǎn)流區(qū)降雨徑流關(guān)系推算設(shè)計徑流深。如果該區(qū)域無降雨徑流關(guān)系，則需要借用或移用水文條件、下墊面條件相似區(qū)域的降雨徑流關(guān)系成果推算徑流深。有條件的工程項目可在擬建工程區(qū)域設(shè)立水文實驗站，監(jiān)測降水、徑流等水文資料，創(chuàng)建本區(qū)域的降雨徑流關(guān)系。本方法適用于超滲產(chǎn)流區(qū)集水面積小于 300km2的小流域洪水設(shè)計。
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