林明財(cái) 陳 瓊

(福建省水利規(guī)劃院，福建 福州 350001)

福建省地處東南沿海，臺(tái)風(fēng)、暴雨等極端天氣頻發(fā)，是太平洋臺(tái)風(fēng)登陸的主要門(mén)戶之一，受西北太平洋副熱帶高壓帶南北跳動(dòng)導(dǎo)致的雨帶移動(dòng)和武夷山脈抬升的共同影響，暴雨時(shí)間較長(zhǎng)、強(qiáng)度較大，容易引發(fā)洪澇災(zāi)害，為全國(guó)洪澇災(zāi)害易發(fā)區(qū)，根據(jù)暴雨成因，全省可分東部臺(tái)風(fēng)暴雨洪澇區(qū)和西部非臺(tái)風(fēng)暴雨洪澇區(qū)。

本文在福建省澇區(qū)區(qū)劃及澇區(qū)等級(jí)評(píng)判方法研究[1]的基礎(chǔ)上，對(duì)全省2191個(gè)六級(jí)澇片進(jìn)行水文水利計(jì)算，得出各澇片不同頻率的排澇模數(shù)，并以18個(gè)三級(jí)區(qū)為研究對(duì)象，結(jié)合福建省內(nèi)各澇區(qū)的排澇模數(shù)及其澇區(qū)屬性，對(duì)排澇模數(shù)的分布規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析研究，繪制全省澇區(qū)排澇模數(shù)圖，為福建省治澇研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等提供參考。

1 福建省澇區(qū)分布

福建省一級(jí)澇區(qū)2個(gè)：珠江三角洲及東南沿海地區(qū)、長(zhǎng)江中游平原區(qū)；二級(jí)澇區(qū)6個(gè)：閩東諸河區(qū)、閩江流域澇區(qū)、平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)澇區(qū)、閩南諸河澇區(qū)、韓江和贛江；三級(jí)澇區(qū)18個(gè)：閩東諸小河澇區(qū)、賽江澇區(qū)、霍童溪蕉城澇區(qū)、敖江及羅源灣澇區(qū)、閩江上游建溪澇區(qū)、閩江上游富屯溪澇區(qū)、閩江上游沙溪澇區(qū)、閩江中下游澇區(qū)、福清澇區(qū)、木蘭溪莆田澇區(qū)、晉江流域泉州澇區(qū)、廈門(mén)澇區(qū)、九龍江上游漳平以上澇區(qū)、九龍江中下游漳州澇區(qū)、韓江上游福建段澇區(qū)、梅江福建段澇區(qū)、贛江上游福建段澇區(qū)、平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)澇區(qū)[1-2]。三級(jí)澇區(qū)分布見(jiàn)圖1。

圖1 福建省三級(jí)澇區(qū)分布

根據(jù)地形地貌特點(diǎn)不同，福建省內(nèi)澇區(qū)可分為濱海潮位頂托區(qū)、濱河圩垸區(qū)、山丘坡水區(qū)及平原坡水區(qū)。根據(jù)下墊面類(lèi)型不同，福建省內(nèi)的澇區(qū)類(lèi)型可分為城鎮(zhèn)區(qū)、農(nóng)田區(qū)及城鄉(xiāng)混合區(qū)。

2 排澇模數(shù)計(jì)算方法及成果

2.1 排澇模數(shù)計(jì)算方法

采取推理公式法(包括華東地區(qū)特小流域法)、瞬時(shí)單位線法[3]、城市暴雨強(qiáng)度公式法[4]計(jì)算設(shè)計(jì)澇水流量，排澇模數(shù)通過(guò)水量平衡法[5]、排模公式法[6]和平均排除法[7]進(jìn)行推求。

2.2 計(jì)算成果

用上述方法對(duì)三級(jí)澇區(qū)下共2191個(gè)六級(jí)子澇區(qū)在不同排澇標(biāo)準(zhǔn)下的排澇模數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 三級(jí)澇區(qū)排澇模數(shù)統(tǒng)計(jì)特征 單位:m3/(s·km2)

3 排澇模數(shù)空間分布規(guī)律

3.1 三級(jí)澇區(qū)排澇模數(shù)空間分布

采用基于ArcGIS環(huán)境的數(shù)字制圖方法，以表1的成果作為制圖數(shù)據(jù)，繪制福建省三級(jí)澇區(qū)排澇模數(shù)的空間分布圖(見(jiàn)圖2)；以2191個(gè)六級(jí)子澇區(qū)的排澇模數(shù)繪制不同排澇標(biāo)準(zhǔn)下的排澇模數(shù)分布圖(見(jiàn)圖3～圖5)。

圖2 三級(jí)區(qū)劃排澇模數(shù)空間分布

圖3 5年一遇排澇模數(shù)分布

圖4 10年一遇排澇模數(shù)分布

圖5 20年一遇排澇模數(shù)分布

由表1和圖2可以發(fā)現(xiàn)，處于福建省東南部的閩南諸河澇區(qū)(含福清澇區(qū)、木蘭溪莆田澇區(qū)、晉江流域泉州澇區(qū)、廈門(mén)澇區(qū)、九龍江上游漳平以上澇區(qū)及九龍江中下游漳州澇區(qū))具有較大的排澇模數(shù)；處于福建省西北部的閩江流域澇區(qū)(含閩江上游建溪澇區(qū)、閩江上游富屯溪澇區(qū)、閩江上游沙溪澇區(qū)及閩江中下游澇區(qū))的排澇模數(shù)較??；處于福建省東北部的閩東諸河澇區(qū)及處于福建省西南部的韓江澇區(qū)，其總體排澇水平在閩南諸河澇區(qū)和閩江流域澇區(qū)之間。

綜合排澇模數(shù)分布圖和地形圖，隨著排澇標(biāo)準(zhǔn)的提高，福建省全省各個(gè)澇區(qū)的排澇模數(shù)均有不同程度的提高，5年一遇和10年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)下九龍江中下游漳州澇區(qū)的排澇模數(shù)均為全省最高，20年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)下贛江上游福建段澇區(qū)的排澇模數(shù)為全省最高，東南部的排澇模數(shù)明顯高于西北部，排澇模數(shù)大體上呈現(xiàn)出從南向北遞減的趨勢(shì)，與地形地貌分布格局一致。

3.2 不同澇區(qū)類(lèi)別排澇模數(shù)分布

根據(jù)地形地貌特點(diǎn)不同，福建省澇區(qū)分為濱海潮位頂托區(qū)、濱河圩垸區(qū)、山丘坡水區(qū)及平原坡水區(qū)4種類(lèi)別。不同排澇標(biāo)準(zhǔn)下不同澇區(qū)類(lèi)別排澇模數(shù)(中位數(shù))統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表2。

表2 不同排澇標(biāo)準(zhǔn)下不同澇區(qū)類(lèi)別排澇模數(shù)(中位數(shù))統(tǒng)計(jì)情況 單位:m3/(s·km2)

根據(jù)各三級(jí)區(qū)內(nèi)山丘坡水區(qū)和濱河圩垸區(qū)20年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)下排澇模數(shù)繪制箱型圖，見(jiàn)圖6、圖7；根據(jù)20年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)下不同澇區(qū)類(lèi)型的排澇模數(shù)中位數(shù)繪制空間分布圖，見(jiàn)圖8。

圖6 山丘坡水區(qū)20年一遇排澇模數(shù)箱型圖

圖7 濱河圩垸區(qū)20年一遇排澇模數(shù)箱型圖

由圖6、圖7可知，同一類(lèi)別澇區(qū)在不同三級(jí)區(qū)內(nèi)無(wú)論是在數(shù)值大小或是離散程度上都有極大不同。因此，排澇模數(shù)大小與澇區(qū)類(lèi)別之間的關(guān)系并不顯著。由圖8可知，不同類(lèi)別澇區(qū)的排澇模數(shù)在空間上的聯(lián)系同樣不顯著。綜合以上，說(shuō)明澇區(qū)類(lèi)別對(duì)地區(qū)(中位數(shù))排澇模數(shù)的影響并不明顯。

圖8 三級(jí)區(qū)20年一遇排澇模數(shù)空間分布(澇區(qū)類(lèi)別)

3.3 不同澇區(qū)下墊面類(lèi)型的排澇模數(shù)分布

根據(jù)下墊面類(lèi)型的不同，福建省澇區(qū)可分為城鎮(zhèn)區(qū)、農(nóng)田區(qū)及城鄉(xiāng)混合區(qū)3種類(lèi)型。各排澇標(biāo)準(zhǔn)下不同下墊面類(lèi)型六級(jí)澇區(qū)排澇模數(shù)的中位數(shù)統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表3。根據(jù)20年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)下不同下墊面類(lèi)型的排澇模數(shù)中位數(shù)繪制空間分布圖，見(jiàn)圖9。

圖9 三級(jí)區(qū)20年一遇排澇模數(shù)空間分布(澇區(qū)類(lèi)型)

表3 不同排澇標(biāo)準(zhǔn)下不同下墊面類(lèi)型排澇模數(shù)(中位數(shù))統(tǒng)計(jì)情況 單位:m3/(s·km2)

由表3和圖9可知，在3種類(lèi)型的澇區(qū)之中，城鎮(zhèn)區(qū)的排澇模數(shù)在極大部分的三級(jí)區(qū)內(nèi)均為最大項(xiàng)，而農(nóng)田區(qū)的排澇模數(shù)在多數(shù)三級(jí)區(qū)內(nèi)為最小項(xiàng)，城鄉(xiāng)混合區(qū)排澇模數(shù)介于二者之間。且隨著排澇標(biāo)準(zhǔn)的提高，城鎮(zhèn)區(qū)的排澇模數(shù)增長(zhǎng)幅度最大，其次是城鄉(xiāng)混合區(qū)，農(nóng)田區(qū)又次之。但同一澇區(qū)類(lèi)型的排澇模數(shù)在不同三級(jí)區(qū)內(nèi)依舊存在不小的差別。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上分析，福建省澇區(qū)排澇模數(shù)分布與地形地貌分布格局一致，同一排澇標(biāo)準(zhǔn)下澇區(qū)類(lèi)型和下墊面類(lèi)型對(duì)排澇模數(shù)均有所影響。通過(guò)對(duì)全省澇區(qū)排澇模數(shù)分布規(guī)律進(jìn)行研究，可為福建省治澇研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等提供參考，對(duì)福建省水安全和有效降低洪澇災(zāi)害損失有重要意義。但由于洪澇災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理復(fù)雜，排澇模數(shù)的影響因子多，特別是福建省水文氣象情勢(shì)復(fù)雜、地形地貌復(fù)雜，排澇模數(shù)分布規(guī)律仍需進(jìn)一步深入研究，建議采用不同方法進(jìn)行對(duì)比分析研究。