闵行区各历时不同重现期最大降水量及其径流量估算
摘要
闵行区每年5-9月汛期常因强对流与台风出现大雨、暴雨,引起地面积水.地面积水是暴雨径流引起的.暴雨引起的地表径流大小,既取决降水强度大小,又与当地的土体渗水状况有关,后者又受制于土壤质地及前期墒情.闵行区紧邻上海中心城区,上世纪90年代以来,随着城市化进程加快,雨岛效应加剧,汛期强对流天气趋于频繁,暴雨出现频次增多,强度加大;同时地面不透水面积增多,造成单位渗水土壤承载的地表径流量加大,遇小概率高强度降水,更是城区、郊区普遍受涝,给城市排水系统增加很大压力.同时地表径流变大影响了地下水的补给,加剧地面沉降及水质性危害,给环境保护带来巨大压力.所以分析掌握各时段最大降水量的频率变化特征,在此基础上合理估算可能最大降水的径流量,对减缓暴雨涝害问题是极为重要的.运用耿贝尔极值分布函数对闵行区1小时、3小时等最大降水量资料进行频率分析,并结合人工模拟降水试验资料,对不同重现期暴雨强度下的产生径流予以估算.结果表明各历时最大降水量时间变化,存在不同时间尺度的变化特点.1990年以后存在一个高强度降水频次增多倾向,甚至出现破历史极大值记录的小概率最大降水量.短历时平均最大强降水值显著高于本区土壤饱和前入渗量,低频强降水数倍于初渗与稳渗值,极易产生大量地表径流.短历时强降水的径流系数随频率变化而变,从高频至低频降水强度由小变大,径流系数逐渐加大.相同频率强降水下,湿土比干土径流系数显著加大:历时短径流系数大.在当今短时强对流天气增多,城市化进程的加快,地表植被复盖率下降,高强率降水产生的大量地表径流来不及排泄,便会积水引发涝灾,对农田、城市交通、地下建筑产生不利影响.由于地表径流是气候系统中水分循环中的重要分量,合理估计其大小将有助于做好暴雨灾害预报、评估,并可为合理规划本区域的排涝设施提供依据.同时建议加强地下河流暗渠、集流槽、池塘、人工湿地等在防洪排涝方面的综合研究.