吉林省西部超滲產(chǎn)流區設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(guò)程是在降雨、植物截留、填洼、雨期蒸發(fā)及下滲等幾個(gè)過(guò)程組合下的發(fā)展過(guò)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(lái)的水量產(chǎn)生了地面徑流。一般來(lái)說(shuō)，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，它從初滲到穩滲，在時(shí)程上具有急變特性，空間上也具有多變的特性。下滲量的時(shí)空變化一般表現為：同一種土壤情況下，土壤干燥時(shí)，下滲能力強;土壤濕潤時(shí)，下滲能力小。由此可見(jiàn)，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)流區雨洪特點(diǎn)
2.1 實(shí)驗站簡(jiǎn)介
大布蘇、道字泡 2 處實(shí)驗站位于吉林省乾安縣西部，為典型的平原超滲產(chǎn)流區，分別于 1981 年、1983 年設站，均為閉合流域，集水面積分別為 0.091km2、0.092km2，資料系列長(cháng)度分別為 5a、4a，分別于 1985 年、1986 年撤銷(xiāo)。
建站目的研究平原區降水徑流規律，監測項目為降水、徑流、蒸發(fā)、土壤含水量等。
2.2 洪水過(guò)程特點(diǎn)
吉林省西部平原區以超滲產(chǎn)流為主，包括霍林河、洮兒河(洮南站以下)、嫩江。該區域屬平原坡地形，地域廣闊，地勢平坦緩傾或稍有起伏;區域內溝河稀少，河道坡度小，沖刷不顯著(zhù);土壤多為黑鈣土、風(fēng)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(guò)程場(chǎng)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(chǎng)、泡塘為主，不利于徑流匯集等�；谝陨显�，河海大學(xué)教授趙人俊通過(guò)實(shí)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)流區洪水漲落緩慢，洪水持續時(shí)間長(cháng)，洪水過(guò)程呈現平原區特有的“梯形”“矩形”洪水形狀。
2.3 雨洪歷時(shí)特點(diǎn)
通過(guò)對該區域大布蘇、道字泡 2 處實(shí)驗站多年實(shí)測降水徑流資料綜合分析，大布蘇徑流實(shí)驗站 1981 ～ 1985 年 17 次場(chǎng)次洪水降水總歷時(shí) 1480min，洪水總歷時(shí) 3172min，洪水總歷時(shí)與降水總歷時(shí)比值(時(shí)間系數)為 2.14;道字泡徑流實(shí)驗站洪水總歷時(shí)與降水總歷時(shí)比值(時(shí)間系數)為 3.60。統計 2 站洪水總歷時(shí)與降水總歷時(shí)發(fā)現，該區域場(chǎng)次洪水的`時(shí)間系數總趨勢接近3。
基于該區域雨洪特點(diǎn)，可確定該區域場(chǎng)次洪水總歷時(shí)與降水總歷時(shí)比值為 3:1 或 7:3，即 1d 暴雨可產(chǎn)生 3d 洪水過(guò)程，3d 暴雨可產(chǎn)生 7d 洪水過(guò)程，該時(shí)間系數可作為洪水設計的依據。
3 設計洪水方法
根據擬建工程所在區域的地理位置、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。
如果該區域為超滲產(chǎn)流區，則采用矩形法(平均流量法)進(jìn)行洪水設計。若該區域不屬超滲產(chǎn)流區，另選其他方法。
搜集工程所在區域的降水徑流實(shí)測資料，統計各場(chǎng)次洪水歷時(shí)、對應場(chǎng)次降水歷時(shí)，計算洪水歷時(shí)與降水歷時(shí)比值即時(shí)間系數。如果該區域沒(méi)有降水徑流實(shí)測資料，可根據有關(guān)文獻資料或研究成果，分析確定時(shí)間系數。
4 結語(yǔ)
地理地貌、水文氣象、土壤類(lèi)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。超滲產(chǎn)流區小流域洪水漲落緩慢，洪水持續時(shí)間長(cháng)，洪水過(guò)程呈現平原區特有的“梯形”、“矩形”洪水形狀。通過(guò)實(shí)驗站降水徑流資料分析，超滲產(chǎn)流區小流域洪水總歷時(shí)與降水總歷時(shí)比值(時(shí)間系數)總趨勢接近 3，時(shí)間系數與設計暴雨歷時(shí)的乘積接近設計洪水過(guò)程總歷時(shí)�？筛鶕䲠M建工程所在的超滲產(chǎn)流區降雨徑流關(guān)系推算設計徑流深。如果該區域無(wú)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域設立水文實(shí)驗站，監測降水、徑流等水文資料，創(chuàng )建本區域的降雨徑流關(guān)系。本方法適用于超滲產(chǎn)流區集水面積小于 300km2的小流域洪水設計。
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