马 增



基于皮尔逊Ⅲ型曲线对科米卡矿区的降雨量计算*

马 增1, 2

(1.长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012；2.刚果(金)铜钴矿产资源开发国际研发中心，湖南 长沙 410012)

利用皮尔逊Ⅲ型曲线对于概率事件预测的优越性，根据刚果(金)当地观测的降雨量数据，对刚果(金)科米卡矿区的降雨量进行预测，得到当地100年一遇和50年一遇的雨量，为当地矿业安全开采及农业建设提供了数据支持。

皮尔逊Ⅲ型曲线；科米卡矿区；降雨量计算

皮尔逊Ⅲ型曲线最早由英国生物统计学家K.Pearson通过对实测资料统计研究提出，1924年，由美国学者Foster首次将P-Ⅲ型曲线应用到水文现象中，以后得到各国水文学者的广泛认同。

在刚果(金)科米卡矿区边坡稳定性分析项目中，应用P-Ⅲ型曲线对当地有限的降雨观测资料进行计算和预测，与当地水文现象同样能够较好拟合。

对当地的工程及农业生产都有一定帮助，有利于推动一带一路的发展。

1 矿区降雨量

科米卡矿区位于刚果(金)东南部的加丹加高原，地形地貌多为低矮丘陵区，矿区内气候属热带高原气候，气温4.2℃～31℃。根据气候特点及降雨量，矿区分为旱季、雨季两个季节，4～10月份为旱季，11月份到翌年3月份为雨季，大雨及暴雨经常发生。据以往地勘报告描述，区内日最大降雨量可达243 mm，年平均蒸发量在1500 mm以下。区内旱季时主要是较强劲的东南风，风速大约40 km/h，最大风速可达75 km/h。雨季时风力发生变化，主要是西北风及西南风，风力较弱，约为5～20 km/h，最大风速40 km/h。

从杰卡明矿业公司内部收集了科米卡亚矿区2010年10月～2017年2月的降雨量资料，区内年降雨量为863.5～1411.54 mm，年平均降雨量为990 mm，月最大降雨量为341.25 mm(2013年2月)，日最大降雨量为117 mm(2017年4月21日)，2011-2017年平均月降雨量见图1，相关资料表明，每年降雨量的规律性比较强，旱季和雨季降雨量相差较大。

根据杰卡明矿业公司内部收集的科米亚地区气象资料，矿区降雨较集中月份的，具体降雨情况见表1。

图1 KAMBOVE矿气象站2011～2017年平均月降雨量

表1 科米亚地区2010～2017年雨季正常降雨量及天数统计

从表1可以看出，矿区多年雨季日平均降雨量为10.55 mm。

2 设计频率日暴雨量

根据提供的科米亚矿区2010～2017年连续8 a观测的每年一日最大降水量(见表2)，根据皮尔逊三型曲线对降雨预测的要求，计算出值及相应雨量的概率，见表2。

表2 2010～2017年各年最大降雨量表/mm

表3 科米亚地区2010～2017年一日最大降雨量计算结果

查皮尔逊III型频率曲线值表，利用EXCEL强大的数据处理功能，绘出P-Ⅲ曲线，并将曲线适当延长，得到各概率下的降雨强度(见表4)。

3 结 论

(1)由于当地观测设施不够齐全，降雨资料较少，统计结果未必能够真实反映当地的降雨情况，但计算的结果对当地的生产生活具有一定的借鉴及参考意义。

表4 科米亚地区不同频率的日最大降水量

(2) 计算结果表明：50年一遇的降雨量为137.39 mm，100年一遇的降雨量为157.48 mm。

[1] 李醒民.皮尔逊的历史研究和编史学观念[J].自然科学史研究,2002,21(4):254−369.

[2] 华北有色工程勘察院有限公司,科米卡矿业简易股份有限公司.刚果(金)加丹加省卡莫亚铜钴矿区供水水文地质勘探报告[R].石家庄:华北有色工程勘察院有限公司,2014.

[3] 长沙矿山研究院有限责任公司,科米卡矿业简易股份有限公司.刚果(金)卡莫亚铜钴矿南Ⅱ露天采场边坡优化研究报告[R].长沙:长沙矿山研究院,2017.

[4] 地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队.水文地质手册[M].北京:地质出版社,1978.757−759.

[5] 杨正华.EXCEL在皮尔逊Ⅲ型曲线中的应用[J].岩土工程与地下工程,2010,30(2):84−86.

[6] 刘秀花,黄兴国.基于皮尔逊−Ⅲ型曲线的渭水水质历时评价研究[J].灌溉排水学报,2004,23(6):49−51.

[7] 黄振平.水文统计学[M].南京:河海大学出版社,2003.

[8] GBT 12719-1991.矿区水文地质工程勘察规范[S].

湖南省重点研发计划项目(2018wk2052).

(2018−11−18)

马 增(1998—)，男，河南南阳人，助理工程师，主要从事金属矿山开采技术研究，Email：mazeng1540@ 163.com。