第4期2018年4月
广东水利水电
GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER
N o. 4
罗曰洪，黄錦林，王立华
(广东省水利水电科学研究院，广东省山洪灾害防治工程技术研究中心，广东广州510635)
摘要：临界雨量是进行山洪灾害预测、预报和预警的重要参数之一。结合三亚河流域降雨资料和现场调查数据，采用 统计归纳法和水位一流量关系反推法，计算流域临界雨量，分析结果的合理性，并认为临界雨量需综合分析确定，才能 达到理想的预警预报效果。 关键词：山洪灾害；临界雨量；综合分析
中图分类号：TV122 +.1文献标识码：B文章编号：1008 -0112(2018)04 -0021 -03
蚌埠医学院附属医院山洪灾害由短历时、
强降雨引发[1]，
而临界雨量
是用来衡量某一流域由于降雨发生山洪、
泥石流、
滑
坡等灾害时而达到的降雨阈值，
把这个降雨量阈值称
为临界雨量[2]。
临界雨量作为山洪灾害预警预报的关
键性指标，
在山洪灾害防治中具有重要意义。
临界雨
量计算方法有很多，
有资料地区采用统计归纳法，
无
资料地区采用水位一
流量反推法等[3]，
单一方法可能
存在不足，
可以通过综合分析确定研究区临界雨量。1临界雨量的确定方法
1.1统计归纳法
统计归纳法对降雨资料要求较高，
主要是通过统
计不同雨量站历史山洪灾害降雨资料计算临界雨量。统计归纳法虽然是对现有实际发生洪灾数据情况的统
计归纳，
忽略了雨型、
暴雨中心分布及下垫面情况等
因素，
但是由于该方法是对实际成灾洪水直接进行分 析，
其成果相对模型分析得出的“
设计情况”
下的成果
更具实践意义，
加之随着时间的延长数据的积累，
该
方法能“风雨张居正下载
包含”
一些特殊情况，
对后期的预警预报、
山
洪预警而言具有重要的参考价值。
由于三亚河流域有
长系列的实测降雨资料，
因此，
可通过统计归纳法计
算流域临界雨量。
按范围可以分为单站临界雨量法和
雨区临界雨量法[4]。
1.1.1单站临界雨量法
单站临界雨量法是通过统计流域内每个雨量站临
界雨量初值来确定临界雨量。
在对流域进行历史山洪
灾害调查和收集对应灾害发生时雨量资料的基础上进
行计算。
假设流域内有5个雨量站，
共发生山洪灾害斤次，共统计9个时间段的降雨量，％.为t时段第^ 个雨量站第j次内涝灾害的最大雨量，取最小值为临 界雨量初值[5]。计算公式：
%临界=Mm(%?) 〇'= 1…>) (1)
另外，由于气候、下垫面等的复杂性，不同区域 的山洪灾害临界雨量存在差异，植被较好、前期雨量 小的情况下，临界雨量较大；反之，临界雨量较小。将流域内各雨量站计算的同一时间段临界雨量进行统计分 ，确定平均值％、最小值％.m、最大值％.a 如下：
%=
.#(%"临界）
临1(f1h、2 h…过程雨量）（2)
5 (“1
^J m i n= Min(%.) (i=1，2…5)(3)
%
^i m a x.=m ax(%.) (i=1，2…5)(4)式中％表示流域内大范围的平均情况，即当面降雨 量超过％时，流域内有可能发生山洪灾害；％_表示 只有当流域内至少有1个站雨强超过％_时，流域内 才有可能发生山洪灾害；％.C表示当区域内每个站点 雨强都超过％_时，流域内将会有大范围的山洪灾害 。
1.1. 2区域临界雨量
区域临界雨量为面平均雨量，区域内只要有1个 雨量站发生山洪灾害，视为该区域发生山洪灾害，区域内所有雨量站都要统计降雨。面平均雨量可以采用 算数平均法、泰森多边形法等进行计算。规定>次山洪灾害各时段最大面雨量平均值的最小值为区域
收稿日期：2017 -10-20；修回日期：2018 -03 -20
基金项目：广东省水利科技创新项目（编号.2015-12)。
作者简介：罗日洪（1988 -)，男，硕士，工程师，从事山洪灾害防治研究工作
2018年4月第4期罗日洪，等：三亚河流域山洪灾害临界雨量分析N o.4 Apr. 2018
山洪临界雨量初值同时计算平均值确定
诡辩论区域临界雨量变幅，一般在$临界和$之间⑷。计算
公式：
%临界=M Z(%.) !@6, 2…>(5"
1.2水位〜流量关系反推法
水位一流量关系反 界雨量，可采 位线法、
推理公 进行反推。根据山洪灾 期 雨量
(期壤含水量"分 旱、以及湿润3种
[7]。其计算 ：首先根据成灾水位确定出成灾
流量；其，假定 雨量，根据单位线
计洪水的 步骤，对其进行时程分配计算，在净雨分 程中，于计洪水计算，预警 的前期雨量采用的是 、、3种 的土壤含水量，分别进行净雨过程计算；后净雨段 位线卷积计算，将得到的 洪水过程线 流、流过程后，从得出洪水过程线，并分出洪峰流量；最后，将洪峰流量与成灾流量进行 分析，如果
洪峰流量与成灾流量的 小于阈值8时，假定的雨 所求的临界雨量值，如果洪峰与成灾流量的大于阈值8时，则 假定降雨进行计算。
2 分
2.1流域
河位于海南省三亚市，发源于三亚市和保亭 县交界的中间岭右侧高山南麓，流向自北向南，经三 亚市区注入 入海，流程为28. 8 km，流域面积为337. 02 km2，河床平均坡降为6.091，流域多年平 水量为1 417 mm，属热带海洋性季风 ，每年6—10 雨季时，在台风 ，常伴有强风暴雨，造成风灾和洪涝灾害。经查，进入21世纪以来，三 河流域分别 2000年、2002年、2003年、2005年、2009 年、2010 年、2012 年、2013 年、2015 年发
9 的山洪灾害。
河流域由六罗水、汤他水、半岭水3个小流 域组成。河 有3个系列（1985—2015年）的雨量站，各支流分别有1个系列雨量站，汤水对应羊栏雨量站、六罗水 抱前雨量站、半岭水对应半岭雨量（1"。
2.2计算结果
2.2.1 界雨量
根据历史山洪灾害和新发山洪灾害，共筛选出 2000—2016年期间9次典型的山洪灾害过程（流域均 为土壤较湿的状 ）羊栏、抱、半岭3个雨量 雨资料，作 界雨量分析计算的 数据。滑动计算羊栏、抱、半岭雨量站1h、2 h、3 K、6K、12K、24K大雨量9 计值中的最小值，界雨量 ，在确定临界雨量 的，计大值、最小、平 ，见表1-在 界雨量 的，根据 计 的实际，确定 界雨量的变幅，取小值〜平
个区间，也可根据实际 当外延（见表2所示"。
表1各站山洪灾害临界雨量（初值)
站名1h2h3h6h12 h24 h
羊栏26.544.559.562.5106.5167
抱前2644.552.577.583168
半岭34415260.1106.9185.5
最大值3444.559.577.5106.9185.5
最小值26415260.183167
平28.843.354.766.798.8173.5
2山洪灾害临界雨量值（单站法）mm 时段/h12361224
临界雨量25 〜3040 〜4550 〜5560 〜7080 ~ 100165 〜175
2.2.2区域临界雨量
计算9次历山洪灾害3个雨量站1h、2 h、3 h、6 h、12 h、24 h大的面平均雨量，区域临界雨量的初值为各 9次平 的最小值，见表3-根据定义，确定区域临界雨量的变幅 小值〜平均个区间，也可根据实际 外延，见表4
。
表3面均临界雨量（区域法)
发生时间1h2h 3 h6h12 h24 h 2000/10/16---83.7157.6166.7 2002/09/2437.566.591.089.9147.6193.6 2003/11/1837.066.575.5104.6190.4170.0 2005/09/2689.0163.0220.0192.1316.7241.8 2007/10/2032.062.565.598.8122.3141.6 2010/10/0430.746.559.387.2143.5158.1 2012/10/2738.359.284.8117.8144.9132.7 2013/11/1144.773.0104.3131.5187.8227.2 2015/06/2343.579.898.2138.5164.5178.0 2015/09/0143.585.592.0---最小值30.746.559.383.7122.3132.7
平均值44.078.199.0116.0175.0178.8
4临界雨量值（E域法）mm
时段/h12361224
临界雨量30-4545-8055 -10080 -120 120 -175130 -180
2.2.3水位一流量关系反推法
在三亚河下游众社区附近河段设置控制断面，主 河道长度为B= 31.46 km，集雨面积/=329. 73 km2，河 道比降/=4.4%〇，根据现场调查，成灾水位为4.3 m。
深圳ci设计公司
让朋友圈清清爽爽1)确定
根据曼宁公式计算的水位一流量关系，将成灾水 位转化为成灾流量：灾=1 695 m3/s。
2)假定时段降雨量并计算净雨
如典型时段为3 h，设时段雨量为％h，根据海南 省现行的《广东省暴雨径流查算图表使用手册》，综合 单位线推求设计洪水时，根据净雨计算的一般步骤，进行降雨时分配。不同于设计洪水计算，预警指标的 前期影响雨量采用的是较湿、一般、较干3种情况下 的土壤含水量分别进行计算，对应不同的扣损后得到 净雨过程。
3)分析洪峰流量：&
平均后损率按产流分区：海南山丘区计算，/= 3.07 mm，推出净雨过程，通过标准单位线计算出洪峰流量：&。
4)比较：&和：灾
姜斌是谁比较：&和：灾的大小，如果洪峰流量：&与成灾流量：灾的差值小于阈值#( 一般取1m3/s)时，假定 的降雨即为所求的临界雨量值。反之，则重新假定时 段雨量，根据步骤(2 )( 3 )进行计算。
经水位一流量关系反推法计算的前期雨量为较湿 D+ =0. 9E&状态下的临界雨量见表5。
表5临界雨量值（反推法）mm 时段G1*******水位一流量
647484113153212关系反推法
2.3合理性分析
三亚河流域分别采用统计归纳法和水位一流量关 系反推法计算临界雨量，
2种方法各有优缺点，
在使 用中需综合考虑。
1) 单站雨量法侧重于某1个雨量站某1次山洪害发生时的最低值；
而区域临界雨量则侧重于1次内 涝灾害过程的所有站点平均值。
本次单站临界雨量结 果偏小，
是因为区域内雨量站偏少。而区域临界雨量 因为是面平均雨量的缘故，
更适用于站点密度较小的 区域。
2) 水位一流量关系反推法计算临界雨量可在无料地区使用，
理论成熟，
适用范围较广。
但由于采用 水文手册选取参数、
通过曼宁公式进行推算，
也会造 成 定的 。
3)，界雨量 小，区域
存在局限性，
不予采用。
而水位一流量关系反推法的 结果，
除1h、
24h雨量没有落入区域临界雨量相应时 段雨量范围，
根据区域法结果的上限取值，
其余时段区域 界雨量 围，界雨量 确定 表
6所。
表6综合确定临界雨量
时段/h12361224
综合确定457484113153180
3'
统计归纳法和水位一流量关系反推法计算的临界 雨量对于三亚河流域的山洪灾害预警预报有一定的价 值。
但由于不同场次前期土壤含水量、降雨强度、
河 道冲淤改变以及人类活动等造成的下垫面改变，
临界 雨量也处在不断的变化当中，
确定合理的临界雨量是 一个复杂的过程。由于雨量站数量偏少，
单站法结果 偏小，
而区域临界雨量与水位~流量关系反推法的结 果比较接近。因此，
结合当地灾情、
地貌、降雨等特 征，
根据这两种方法综合分析确定了三亚河流域的临 界雨量，
为山洪灾害监测预警工作提供依据。
(下转第31页）
Analysis of the Comprehensive Evaluation of Water Quality in Guangzhou
Based on the Fuzzy Comprehensive Evaluation Method
CHENCi，LIANGYingshan
(Guangzliou Branch of Guangdong Hydrology Bureau#Guangzhou510145 #China)
A b s t r a c t:F or t h e 12 s ite s w ith com p lete d a ta a n d rea son a b le d istrib u tio n s w ith in th e te rrito ry of G u a n g zh o u C ity from 2002 t o
2016，s ta tis tica l a n a ly sis is m a d e to th e w a te r q u a lity m o n ito rin g d a ta fro m ev ery s ite of city’s ce n tra l riv er a re a s in thepast 15years.T h e ch a ra cteristics of te m p o ra l a n d s p a tia l v a ria tio n on th e w a te r p o llu ta n t
con cen tra tion in th e w h ole b a sin a r e discussed，providingthebasis for thecity’s w a te r p o llu ta n t protection，a n d ecological reh a b ilita tion.T h e re su lts sh o w th a t：①U sin g p rin cip a l com p on en t a n a ly sis m e th o d to a n a ly ze 21
p rin cip a l com p on en ts w h ich affect w a te r q u a lity in th e test，d efin ed in T h e S ta n d a rd
s of S u rfa ce W a ter E n v iro n m e n t Q u a lity(G B 3838—2002)，ba sed on w e ig h t values，th e p rin cip a l fa ctors th a t affect w a te r q u a lities a r e DO，N H@ - N，M n O>，S O>，C l，
B O D5，N O@by screen in g-②A p p lyin g th e fu zzy com p reh en sive ev v lu a tion m e th o d to th e ev v lu a tion of
fro m th e 12 sections，in c om p arison w ith sin g le factor e v a lu a tio n m ethod，th e form er m e th o d is m o re lik ely to reflect th e reality;T h e
re su lts calcu lated by fu zzy com p reh en sive e v a lu a tion m e tlio d sh o w s th a t tlie w a te r q u a lity e v a lu a tio n g ra d e of Jiekou，Q ilin g zu i s ite s h a v e been re la tiv e ly w ell m a in ta in e d in level 2 -H u a n g p u site’s w a te r q u a lity h a s been w o rst in th e se 15years，
a lth o u g h a fte r tr e a tm e n ts it h a s im p rov ed sign ifican tly，
b u t it s till keep s ta y in g ab ove level 4.O th e r section s of w a te r q u a lity
re m a in e d in cla ss3- 4;③I m p lem en tin g M a n n-K en d a ll te s t m e th o d to th e a n a ly sis of tre n d b eh in d th e v a ria tio n a n d th e e x p lora tion on th e p a tte rn of th e w a te r p o llu ta n t con cen tra tion’s tim e variation，resea rch sh o w s y e a rs2005 a n d2011
a r e
b re a k years，su sta in a b le im p ro v e m e n ts in th e w a te r q u a lity con cen tra tion can be observed u n til now，it is n ecessa ry for
G u a n g z h o u to m a in ta in strict w a te r en v iro n m e n t govern an ce.
K e y w o r d s：com p reh en sive e v a lu a tio n o f w a te r q u a lity-p rin cip a l com p on en t a n a ly sis m ethod;fu zzy com p reh en sive e v a lu a tio n
m ethod;M an n-K en dall;ch a n g in g ten d en cy
(上接第23页）
参考文献：
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南[R].2015.
(本文责任编辑王瑞兰）
Analysis of Critical Rainfall of Mountain Flood Disasters on Sanya River Basin
LUORihong，HUANGJinlin，WANGLihua
(Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower，Guangdong Research Cent Flood Disasters Prevention Engineering Technology，Guangzhou510635，China)
A b s t r a c t:T h e critica l ra in fa ll is on e of th e im p o rta n t p a ra m e te rs of prediction，foreca sti d isa sters.T h e s ta tis tica l in d u ctiv e a n d sta g e-d isch a rg e cu rve-in verse m e t h io d a re u sed to calcu late th e critica l
p recip ita tion d a ta a n d local in vestiga tion，th e n th e rea son a b len ess of calcu lated r e su lts is
a n a ly sis to d e te rm in e critica l ra in fa ll can a p erfect effect be achieved.
K e y w o r d s:m o u n ta in flood d isasters;critica l rain fall;com p reh en sive a n a ly sis
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