2010 年6 月下旬,受切变线和高空槽的影响,一场罕见的特大暴雨洪水袭击了广东粤东沿海龙江河。因暴雨历时短,强度大,相对集中,使山区性河流龙江急剧涨水,造成大部分村庄城镇遭受严重洪涝灾害。如此高强度的暴雨是龙江河自史年以来的第一次,严重的洪涝灾害使国家和人民的生命财产受到了巨大的损失。本文拟就如何结合使用地理信息系统软件MapInfo 及桌面作图系统Golden Surfer 绘制雨量等值线图,并以此对龙江“10. 6”暴雨进行分析。
1 流域概况
龙江流域地处粤东沿海,东邻汕头市,西接陆丰市,南濒南海,北接普宁市。流域内地貌上游大多为低山,间有少量中山,中游主要是低丘陵,下游为台地及冲积平原。龙江流域属亚热带季风气候,高温、多雨、湿润、日照
时间长、霜期短,四季气候分界明显,龙江上游属暴雨高值区。龙江是广惠来县境内最大河流,上游称桂坑水,发源于普宁市后溪林场的南水凹,经半径田后溪、龙潭水库后流进陆丰市桂坑,转变向东北流入惠来县的葵潭,经
葵潭至溪口村附近汇入高埔水、崩坎水、南阳仔水,原由神泉港入海。河口改道前,下游还汇入罗溪水和雷岭水,1979 年,惠来县整治龙江口,挖新河至南海哨所注入南海,缩短河道6 km。改河后,流域集水面积为1 164 km2 ( 如果加上惠来其它地区面积,则为1 916 km2 ) ,河长82 km,平均坡降1. 63‰。龙江流域前汛期4 ~ 6 月以南北冷、暖气团交绥形成的锋面雨为主,后汛期7 ~ 9 月以热带气旋形成的台风雨为主。龙江流域地区雨量分布不均,降雨在面上的分布一般是西北多、东南少,与流域地势变化一致。流域多年平均降雨量2 000 mm。年内降水分配不均匀,其中汛期4 ~ 9 月份占全年的84. 6%,雨量集中、降雨强度大。据龙江磁窑水文站资料显示,该流域多年平均年径流总量11. 31 × 108 m3 , 年径流模数为43. 29 dm3 /s·km。

2 Surfer 及MapInfo 结合绘制等值线图
在众多领域,等值线图是分析工具也是成果表示的重要图件之一。降雨等值线图是流域雨量信息最集中、最直观的表达方式,因此成为防汛指挥部门经常用于掌握流域降雨形势的快捷工具[1]。绘制等值线是对大量离散的、又具有一定规律的几何量值或物理量值,用数学的方法插值变换成图的过程。等值线绘制常采用网格法,各种网格法绘制等值线的步骤一般为: ①离散数据网格化; ②网格点数值化; ③等值点的计算; ④等值线追踪; ⑤
光滑和标记等值线[2]。基于Surfer 软件的雨量等值线绘制,就是分散的雨量站点在Surfer 中图形化,将一定时段各站点的降雨量值通过软件提供的数据网格化方法、插值功能及绘图功能,把离散的点转换成为连续的曲面。Surfer 提供了包括反距离加权插值法、线性插值三角网法、最近邻点插值法、克里金法等12 种插值方法,其中克里金法逼近程度高、适用性广、外推能力很强,在雨量等值线绘制较为常用。在surfer 中以流域或区域为基面图,如何把雨量站点准确定位在基面图上以及计算不同等级的雨量等值线所
笼罩的面积是Surfer 本身较难解决的问题,另外,Surfer 也无法充分展现现有地理信息地图数据。由于Surfer 与MapInfo 有良好的数据接口,这些问题可借助MapInfo 进行处理: 用MapInfo 把流域或区域图转为Surfer 可接受的数据格式,作为Surfer 中绘制等值线的基面图; 对基面图内容进行修改得到白化文件以去掉越过流域或区域的等值线; 从Surfer 导出dxf 格式的等值线以便在MapInfo 统计不同等级等值线包围的面积。至此,Surfer 及MapInfo

结合绘制等值线图的主要步骤可归结为: ①用MapInfo 转出流域或区域基面图; ②对基面图文件进行修改得到白化文件; ③在Surfer 里对站点雨量数据网格化; ④对已网格化的站点雨量数据进行白化处理; ⑤载入基面图及站点图; ⑥载入已白化的站点雨量数据并绘制等值线; ⑦导出dxf 格式的等值线,在MapInfo 里通过地图投影把等值线转换为tab 格式,并用MapInfo 打开,统计不同等级等值线所笼罩的面积。其中第1 步和第2 步是MapInfo 及Surfer 结合的关键环节。利用Maplnfo 软件打开流域或区域图层,选择“表格/
转出”,保存格式为mif,如“龙江. mif”。用记事本打开,有如下内容:
Version 450
Charset "WindowsSimpChinese"
Delimiter ","
CoordSys Earth Projection 1,0
Columns 1
v Char( 10)
Data
Region 1
371
115. 923095 23. 017763
… …
115. 923095 23. 017763
Pen ( 2,2
, 16711680)
Brush ( 2, 16777215, 16777215)
Center 116. 029249 23. 167904
把“371”上面及“Pen”( 含Pen 所在行) 以后的描述删去,“371”这一行改为“371,0”,另存为. bln 格式文件如“龙江. bln”以便在surfer 载入。
3 在龙江“10. 6”暴雨分析中的应用
利用上述方法,很快就能绘制出本次降雨逐日及总过程雨量等值线图( 限于篇幅,这里只列出暴雨主要阶段逐日雨量及总过程雨量等值线) :

分析逐日雨量等值线图可知,“10. 6”降雨范围广、空间分布不均、时程分配集中。本次特大暴雨主要集中于主要暴雨区在龙江流域上游龙潭水库至中下游处的尖官陂、石榴潭水库一带,暴雨中心位于葵潭镇磁窑水文站,过程累积降雨量> 500 mm的雨区集中在上游的龙潭水及龙江中游,笼罩面积达595. 9 km2 ,占龙江计算区域面积31. 10%; 过程累积降雨量> 200 mm的雨区笼罩面积达1 278 km2 ,占龙江计算区域面积66. 7%; 过程累积降雨量
> 100 mm的雨区基本覆盖整个龙江及沿海地区。而龙江流域的上游几个站天青湖、南阳、坪洋等站降雨量相对较少,过程累积雨量> 100 mm的雨区范围到> 200 mm的雨区范围递减很快,这说明雨量面上差别大,分布不均。过程雨量有接近80%集中在24 ~ 25 日两天,从时程分布来看,暴雨雨型呈单峰型。
4 结语
本文探讨了MapInfo 和Golden Surfer 结合绘制雨量等值线及其在龙江“10. 6”暴雨分析的应用。该方法相对手工绘制有快速的特点,且避免手工绘制时的一些人为误差,大大提高工作效率,在一定程度上实现了信息的可视化、形象化,提高了水利信息资源利用水平。
[参考文献]
[1] 曾仕康. 动态彩色雨量分布图绘制软件的研究开发[J]. 水文2002, 22( 5) : 38 - 40.
[2] 成建梅,陈崇希,孙红林. 三角网格等值线自动生成方法及程序实现[J]. 水利学报, 1998,( 10) : 23 - 26.

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