2.2 暴雨洪水调查
2.2.1 暴雨调查
暴雨调查包括历史产生洪水的暴雨量、暴雨的起止时间、暴雨的强度和时程分配、暴雨的中心位置、一次降水的总量、大致过程走向及其分布范围、暴雨造成的破坏和损失情况,并尽可能查考有关天气资料,分析暴雨的成因。
暴雨调查应该在流域基本情况调查的基础上展开,分析历史记录资料中灾害情况,适当选择调查的场次。一般来说,适宜进行暴雨调查的情况如下:
(1)场次暴雨或其中的某一个最大时段点暴雨量的重现期超过百年一遇。
(2)流域内水文测站记录到的洪水重现期超过50年一遇的响应面暴雨。
(3)造成重大人员伤亡、财产损失的暴雨。
(4)造成重大泥石流、山体滑坡等地质灾害的突发暴雨。
(5)发生水库、山塘溃坝等险情的暴雨。
(6)根据研究需要选择需要调查的暴雨。
一般来说,在基础资料收集分析之后,适当确定暴雨调查点的数量和位置,以满足流域暴雨量等值线的绘制要求、流域暴雨参数统计的计算精度需求,之后,可采用下列方法和途径进行暴雨调查:
(1)收集水文和气象等部门的实测降水量资料。
(2)每个暴雨调查点特别是暴雨中心调查点附近,应至少调查两处以上的暴雨数据进行相互验证。
(3)暴雨中心调查点采用承雨器测量暴雨量的,应确切了解测量暴雨量的承雨器在暴雨期间是否置于露天空旷不受地形地物影响的地方,宜附上承雨器和地形照片;准确量算承雨器内水体体积和承雨器口面积,并应扣除承雨器内原有积水等非降水量所占体积,加上漫溢、渗漏等损失的降水量体积。
(4)暴雨中心的调查值应与邻近的降水量站实测值对照分析。
(5)暴雨的重现期应通过对被调查人亲身经历和传闻的调查、历史文献和文物的考证,以及中小河流相应洪水重现期的分析等综合确定。
在开展野外调查工作前,依据收集的流域基本资料中的政区图、地形图等,合理选取水文雨量基本站点以和气象高密度站点没有覆盖的空白区域作为重点调查对象。承雨器按器具的不同情况分别量算:缸口部分有明显刃状者,以刃尖为量算口径,其他容器(如正方形、长方形),视其形状量取有关数据。
降雨量=承雨器体积/承雨器器口面积
凡亲眼所见,水痕迹清楚,雨前承雨器内无水,并无渗漏者,视为可靠;凡亲眼所见,水痕迹不清楚,雨前承雨器内有水或周围环境对其有影响,有少量渗漏,视为较可靠;其他则为不可靠。
暴雨调查完成之后,需要对暴雨调查成果进行整理,编制暴雨量调查计算统计表,绘制暴雨量等值线图,绘制暴雨量、面积和历时关系图。暴雨量调查计算统计表的标准格式见表2-1。
表2-1 暴雨量调查计算统计表格式
整理暴雨调查结果的过程中,可以初步判断暴雨中心、暴雨笼罩范围、降雨起止时间、暴雨量重现期。
依据收集统计的水文站数据和辅助资料,初步绘制等雨量线图,并结合灾情、水文站资料综合分析,可初步判断暴雨中心的位置。当河流未设水文站时,可根据河道的洪水痕迹、河边树木、庄稼的损毁、河道内河床的组成和冲淤变化等情况,判断河道发生洪水的量级,进而初步判断暴雨中心的初步位置。
一般情况下,可以根据流域灾后的情况来判断暴雨中心的位置。一般来说灾情严重而集中的位置多为暴雨中心,主要表现为:道路、田地损毁严重,房屋浸水、倒塌数量较大,通信、电力中断等;因暴雨过大使雨量站损毁的,如区域周边有较大雨情的信息,且区域建有雨量站,却只有部分片段数据记录或无任何数据记录;地质灾害严重的,如泥石流、滑坡、山洪痕迹多而且明显;自然现象指示的,如庄稼倒伏、树叶穿孔、鸟类飞绝等;河道变化明显的,如河床大幅度拓宽、河流改道、淤积变化、河道巨石移位等。这些现象都是判断暴雨中心位置的重要指标。
根据收集的实测资料,绘制同时间24h最大降雨量为50mm以上的等雨量线草图。对有雨量观测站而未搜集到雨情信息的站,应反复核实,查明原因,如果属于有线或无线线路不通的情况,应暂时划入暴雨区,并特别关注。待资料搜集完整,暴雨中心和暴雨边界调查完成后,再根据实测和调查的雨量资料,绘制本次降雨量的同时间24h最大降雨量等雨量线图。50mm以上等雨量线包围的区域,即为暴雨笼罩范围。
一般情况下,暴雨笼罩区自记雨量计的时间记录准确,但由于降水开始和结束的时间不同,也存在差异。因此,暴雨起止时间是根据暴雨中心临近的固态、自记雨量计的时间记录,综合暴雨调查时间而确定的,而不是某个站的记录时间或暴雨笼罩区的降水时间。
资料缺乏地区点最大暴雨的重现期分析计算,应依据暴雨历时及不同需要确定计算时段,然后进行频率分析,具体可分三种情况:①当点最大暴雨周边有雨量站时,应分析计算周边雨量站不同时段的暴雨频率,综合确定或引用临近雨量站频率计算成果,即可确定其重现期;②当点最大暴雨周边没有雨量站,可供参照的雨量站稀少时,应分析计算有观测资料的雨量站不同时段的暴雨频率,绘制频率计算参数的等值线图,综合确定暴雨中心的频率计算参数,即可确定其重现期;③当点最大暴雨发生周边没有雨量站,可供参照的雨量站特别稀少时,也可根据各地区编制的水文手册分析确定。
最后要对暴雨调查成果的合理性进行检查和验证,可以通过暴雨量调查值与临近降水量站实测值对照分析;分析暴雨总量与相应中小河流断面实测或者调查洪水总量的比较结果;对岩溶地区或其他地下水系统比较发达地区,分析暴雨对地下水的补给量及水量转换,并检查其合理性。