2021年7月18日18时至21日0时,郑州市出现罕见持续强降水天气过程,全市普降大暴雨、特大暴雨,累积平均降水量449mm,强度之大令郑州市陷入洪水危机。有人称这次洪水是“百年一遇”,有人说是“千年一遇”,那么“百年一遇”、“千年一遇”是什么意思呢?洪水重现期又代表了什么含义?
自然界的事情发生情况可分为三种:即必然事件、不可能事件和随机事件。必然事件指在一定条件下必然要发生的事件,不可能事件指在一定条件下不可能发生的事件,随机事件(或称偶然事件)指在一定条件下可能发生也可能不发生的事件。随机事件一般用可能发生率,即“概率”表示。某地区某一数量级洪水的发生,属随机事件。洪水频率是指某一数量级的洪水随机变量(如洪峰流量)出现的次数与系统随机变量总数的比值,用以表示等数值出现的可能性大小。通俗地讲,是用来表示某种洪水可能出现的机遇(概率),以百分数表示(图1)。如洪水频率P=1%,表示发生频率为百分之一。
图1 洪峰流量频率曲线
洪水重现期是洪水发生频率的另一种表示方法,以年为单位。洪水重现期是指某地区发生的洪水为多少年一遇的洪水,意思是发生这样大小(量级)的洪水在很长时期内平均多少年出现一次。通常所说的某洪峰流量是多少年一遇,所说的多少年,就是该量级洪水流量的重现期。重现期一般用T表示,重现期T与频率P的关系为:T=1/P(年)。例如:P=1%时,则T=100(年),称为“百年一遇”。所谓“百年一遇”的洪水,是指在很长的一段时间内,平均一百年才出现一次这样大小的洪水,但不能认为恰好每隔一百年就会出现一次,从频率的概念理解,这样大小的洪水也可能百年内出现不止一次,也许百年中一次也没出现。
洪水频率和重现期实际上是衡量洪水量级的一个标准,是确定水利工程、堤防建设规模和等级的重要依据,水利工程的防洪能力也是按照这样计算的。万年一遇防洪标准就是能够抵御的万年一遇洪水的径流量,千年一遇防洪标准就是水利工程能够抵御千年一遇洪水的径流量。所以水利工程的防洪能力是固定的,水利工程能防住的洪水径流量是一个固定的数,假设为A m3/s。但是随着每年水文资料的更新,这个A值可能会在历史洪水流量排名里面越来越靠后,比如2020年排第一,2070年排第十。而洪水资料的年数从10000变到了10050,但是排名却从1降到了10,那么计算起来在2020年防洪标准是1/10001≈0.0001为万年一遇,在2070年就成了10/10051≈0.001为千年一遇了。当然水利工程设计的时候是按照当时的水文资料进行设计,后面若干年的情况没办法估计。
来源:华北水利水电大学黄河生态院
联系客服