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[摘要]本文通过对水利水电部门的小流域暴雨洪水计算的总结，结合实例，以推理公式为基础，考虑与暴雨洪峰形成有关的主要因素，并结合地区实测暴雨资料，按照图解法，提出一套适用于一般小区域洪峰流量计算的方法，以期对矿山工程建设有所帮助。
[关键词]水文地质勘察 洪峰流量 推理公式 图解法
[中图分类号] P64 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-166-2
1前言
随着国家经济的飞速发展，人民已经开始意识到保护环境的重要性，特别是工矿企业，更应该树立“生态文明”的理念，把资源节约、环境友好放在企业发展的前沿。平果某赤泥堆场座落在溶蚀平原上，南、西、东侧为峰丛区，地表水体多汇流至该场地内，为避免水体受到赤泥附液污染，采用准确的防洪措施更为重要。针对此项工程我公司开展了专项水文地质勘察，查明了本场地所属的水文地质单元，地下水赋存特征、地下水补径排特征及地下水与地表水相互关系，而更为重要的是，提供了科学合理的500年一遇洪峰流量，为工程防洪措施的提供了技术支持。本次洪峰流量的计算是以推理公式为基础，并结合地区实测暴雨资料，按照图解法测算而出。下面总结本次洪峰流量的计算过程，以期对后期工程有所帮助。
2计算过程
本次计算推荐的推理公式中需要定量的有七个参数，可分为三类：（1）流域特征参数F、L、J；（2）暴雨参数S、n；（3）损失经验性参数μ和汇流经验性参数m。
2.1流域特征参数的确定
F：代表出口断面以上的流域面积。一般以上游流域分水岭为界，实际流域面积可直接在地形图上量取。本项目流域面积在1：10000的地形图上直接量取，约1.0Km2。
L：采用自出口断面沿主流坡面至分水岭的最长距离。可根据现场实际情况在地形图上直接量取。本项目在1：10000的地形图上直接量取，约0.87Km。
J：为沿L的坡面平均比降。可在选取的最长距离上根据实际坡度分段测算比降，然后采用加权平均法计算，本项目计算值为0.006。
2.2暴雨参数的确定
暴雨参数S、n是反应本地区暴雨长短历时关系的参数，其中n并用作设计条件下主雨峰的降雨时程分配控制，一般通过分析本地区的降雨过程资料确定。目前，由于并非所有的中小流域上都具有詳细的降雨过程资料，因此多采用通过地区上具有较长雨量观测系列站的统计资料，绘制暴雨参数等值线图或分区给出数据的办法。即每个地区都编撰有适用于本地区的水文图表，可参考此类经验总结。本工程计算就采用了文献4《广西水文图表》查表，采用内插法求的暴雨参数n为0.725。针对另一个重要暴雨参数-最大时降雨量S的取值采用以下计算。
在一般地区，时段最大雨量Ht、最大时雨量S和降雨历时t可采用下列经验概化关系表达：Ht=S×t1-n 公式（1）
另据气象资料，平果县自1958年有气象观测记录以来，同期雨量最强降雨出现在2008年10月31日20时至11月1日4时，8小时内雨量达204mm，带入公式（1）求50年一遇时最大时雨量S为115mm。进而就得50年一遇的24小时最大降雨量H24为275.59mm。据该场地附近的平果县平果铝监测站记录，2008年10月30日20时至11月3日20时过程降雨量最大为289.7mm。经验概化公式是合理的。一般地区提供的最大降雨量多为100年一遇，为准确测算500年一遇时最大时雨量S，需要合理确定500年一遇的24小时最大降雨量H24。由于最大降雨量H24总体分布符合皮尔逊Ⅲ型分布，可参考文献3中附录A.2条图A.2 B值诺模图确定。据文献4《广西水文图表》，平果县24小时最大变差系数Cv为0.4，Cs/Cv为2.4，故Cs为1.0，据文献3附录A.2条附图A.2知：P=0.2%（500年一遇）的B值约为6.8；P=2%（50年一遇）的B值约为4.0，由此推求出500年一遇的24小时最大降雨量H24为（6.8/4.0）×275.59=520.56mm，进而代入公式（1）求的500年一遇时最大时雨量S 为217mm。
2.3 损失经验性参数μ和汇流经验性参数m的确定
损失经验性参数μ的确定采用文献2中公式：
式中：τ0 为净雨历时（小时）。
汇流经验性参数m的确定宜参考文献3中附表B.2.2并结合实际情况选择。本项目实际汇水流域内主要为土石山丘地貌，整个流域内耕地为主，加之流域内垂直型岩溶（诸如落水洞、岩溶裂隙等）发育，m值取为0.9。将已知参数m、n、S、F、L、J带入公式（2）、公式（3）求的μ为85.5。
2.4 图解法过程
根据公式
代入已知的J、m、L可得时间t与最大洪峰流量Qm的关系式：
同时，时间t与最大洪峰流量Qm亦满足以下关系式
代入S、n、μ、F得时间t与最大洪峰流量Qm的另一关系式：
根据以上两组关系式采用图解法（取时间t=0.4、0.6、0.8、1.0小时）如下图表：
根据Qm～t关系在方格网上绘制曲线，交点即为所求500年一遇最大洪峰流量，为66.1立方/秒。
3 结论
本计算方法采用推理公式为基础，并结合经验性的的定量参数，针对特小流域的洪水流量计算比较简便明了，适用于一般的矿山企业工程。
参考文献
[1]陈家琦，张恭肃.小流域暴雨洪水计算.水利电力出版社，1985，27～90.
[2]刘克岩，张子贤.对确定推理公式中损失参数μ值的建议.水文，1985，3：43.
[3]中华人民共和国水利部.水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-2004），2004.
[4]广西壮族自治区水文总站.广西水文图集，2001.
[关键词]水文地质勘察 洪峰流量 推理公式 图解法
[中图分类号] P64 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-166-2
1前言
随着国家经济的飞速发展，人民已经开始意识到保护环境的重要性，特别是工矿企业，更应该树立“生态文明”的理念，把资源节约、环境友好放在企业发展的前沿。平果某赤泥堆场座落在溶蚀平原上，南、西、东侧为峰丛区，地表水体多汇流至该场地内，为避免水体受到赤泥附液污染，采用准确的防洪措施更为重要。针对此项工程我公司开展了专项水文地质勘察，查明了本场地所属的水文地质单元，地下水赋存特征、地下水补径排特征及地下水与地表水相互关系，而更为重要的是，提供了科学合理的500年一遇洪峰流量，为工程防洪措施的提供了技术支持。本次洪峰流量的计算是以推理公式为基础，并结合地区实测暴雨资料，按照图解法测算而出。下面总结本次洪峰流量的计算过程，以期对后期工程有所帮助。
2计算过程
本次计算推荐的推理公式中需要定量的有七个参数，可分为三类：（1）流域特征参数F、L、J；（2）暴雨参数S、n；（3）损失经验性参数μ和汇流经验性参数m。
2.1流域特征参数的确定
F：代表出口断面以上的流域面积。一般以上游流域分水岭为界，实际流域面积可直接在地形图上量取。本项目流域面积在1：10000的地形图上直接量取，约1.0Km2。
L：采用自出口断面沿主流坡面至分水岭的最长距离。可根据现场实际情况在地形图上直接量取。本项目在1：10000的地形图上直接量取，约0.87Km。
J：为沿L的坡面平均比降。可在选取的最长距离上根据实际坡度分段测算比降，然后采用加权平均法计算，本项目计算值为0.006。
2.2暴雨参数的确定
暴雨参数S、n是反应本地区暴雨长短历时关系的参数，其中n并用作设计条件下主雨峰的降雨时程分配控制，一般通过分析本地区的降雨过程资料确定。目前，由于并非所有的中小流域上都具有詳细的降雨过程资料，因此多采用通过地区上具有较长雨量观测系列站的统计资料，绘制暴雨参数等值线图或分区给出数据的办法。即每个地区都编撰有适用于本地区的水文图表，可参考此类经验总结。本工程计算就采用了文献4《广西水文图表》查表，采用内插法求的暴雨参数n为0.725。针对另一个重要暴雨参数-最大时降雨量S的取值采用以下计算。
在一般地区，时段最大雨量Ht、最大时雨量S和降雨历时t可采用下列经验概化关系表达：Ht=S×t1-n 公式（1）
另据气象资料，平果县自1958年有气象观测记录以来，同期雨量最强降雨出现在2008年10月31日20时至11月1日4时，8小时内雨量达204mm，带入公式（1）求50年一遇时最大时雨量S为115mm。进而就得50年一遇的24小时最大降雨量H24为275.59mm。据该场地附近的平果县平果铝监测站记录，2008年10月30日20时至11月3日20时过程降雨量最大为289.7mm。经验概化公式是合理的。一般地区提供的最大降雨量多为100年一遇，为准确测算500年一遇时最大时雨量S，需要合理确定500年一遇的24小时最大降雨量H24。由于最大降雨量H24总体分布符合皮尔逊Ⅲ型分布，可参考文献3中附录A.2条图A.2 B值诺模图确定。据文献4《广西水文图表》，平果县24小时最大变差系数Cv为0.4，Cs/Cv为2.4，故Cs为1.0，据文献3附录A.2条附图A.2知：P=0.2%（500年一遇）的B值约为6.8；P=2%（50年一遇）的B值约为4.0，由此推求出500年一遇的24小时最大降雨量H24为（6.8/4.0）×275.59=520.56mm，进而代入公式（1）求的500年一遇时最大时雨量S 为217mm。
2.3 损失经验性参数μ和汇流经验性参数m的确定
损失经验性参数μ的确定采用文献2中公式：
式中：τ0 为净雨历时（小时）。
汇流经验性参数m的确定宜参考文献3中附表B.2.2并结合实际情况选择。本项目实际汇水流域内主要为土石山丘地貌，整个流域内耕地为主，加之流域内垂直型岩溶（诸如落水洞、岩溶裂隙等）发育，m值取为0.9。将已知参数m、n、S、F、L、J带入公式（2）、公式（3）求的μ为85.5。
2.4 图解法过程
根据公式
代入已知的J、m、L可得时间t与最大洪峰流量Qm的关系式：
同时，时间t与最大洪峰流量Qm亦满足以下关系式
代入S、n、μ、F得时间t与最大洪峰流量Qm的另一关系式：
根据以上两组关系式采用图解法（取时间t=0.4、0.6、0.8、1.0小时）如下图表：
根据Qm～t关系在方格网上绘制曲线，交点即为所求500年一遇最大洪峰流量，为66.1立方/秒。
3 结论
本计算方法采用推理公式为基础，并结合经验性的的定量参数，针对特小流域的洪水流量计算比较简便明了，适用于一般的矿山企业工程。
参考文献
[1]陈家琦，张恭肃.小流域暴雨洪水计算.水利电力出版社，1985，27～90.
[2]刘克岩，张子贤.对确定推理公式中损失参数μ值的建议.水文，1985，3：43.
[3]中华人民共和国水利部.水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-2004），2004.
[4]广西壮族自治区水文总站.广西水文图集，2001.