新安江模型在在洪水預(yù)報(bào)中的研究分析

梁曉鑫

【摘要】：新安江模型是在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐下和基于對(duì)水文規(guī)律深度認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上建立的一個(gè)概念性水文模型，其具有一定的物理意義，能夠反映出河流的水文特征和降雨徑流的形成過(guò)程，其在河流洪水預(yù)報(bào)中有著較大的應(yīng)用之處。對(duì)此，本文主要對(duì)使用新安江模型做預(yù)報(bào)的墓底河水文情況做了相關(guān)的闡述，并同時(shí)對(duì)新安江模型在墓底河洪水預(yù)報(bào)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的分析。

【關(guān)鍵詞】：新安江模型；洪水預(yù)報(bào)；暮底河

【引言】：水文預(yù)報(bào)方案是洪水作業(yè)預(yù)報(bào)中的基本依據(jù)，其對(duì)于中小河流防洪水預(yù)報(bào)有著較大的有利之處。在墓底河中應(yīng)用新安江模型進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)，首先要根據(jù)洪水預(yù)報(bào)的任務(wù)，來(lái)確定預(yù)報(bào)斷面和預(yù)報(bào)的要素，以對(duì)預(yù)報(bào)的流域及其的基本情況合基礎(chǔ)水文信息等資料進(jìn)行采集，在采集后再分析流域的斷面洪水行洪規(guī)律，并根據(jù)斷面洪水的特點(diǎn)來(lái)選用洪水預(yù)報(bào)模型和方法，以建立起預(yù)報(bào)要素的推算方法。墓底河使用新安江模型進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)的目的是為了對(duì)流域的洪水出流情況進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，提高洪水預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

1、對(duì)應(yīng)用新安江模型的墓底河洪水概況分析

1.1 墓底河的流域概況

暮底河歸屬于紅河流域?yàn)o江水系盤(pán)龍河一級(jí)支流，其發(fā)源于文山州薄竹鎮(zhèn)薄竹山，在文山市開(kāi)化鎮(zhèn)暮底河村匯入盤(pán)龍河，中上游稱順甸河，下游稱暮底河。墓底河的河流總長(zhǎng)為42.1km，落差是1725m，河床平均比降為18.2‰，流域面積大概是295.5 km2作用。由于墓底河雨季受到季風(fēng)環(huán)流的控制，使得其每年在5月到10月期間不斷的發(fā)生暴雨情況，降雨量也達(dá)到了全年雨量的80%以上。

1.2 墓底河流域暴雨洪水特性

暮底河流域的洪水主要來(lái)自于暴雨，成因關(guān)系非常的密切，且暴雨與洪水基本處于同頻率。通過(guò)對(duì)暮底河水文站實(shí)測(cè)資料的分析發(fā)現(xiàn)：墓底河一次洪水過(guò)程的一般不超過(guò)37h，且起漲歷時(shí)在3～8h之間，主要以單峰為主，峰高而量小，屬于典型的山區(qū)性小流域陡漲陡落的洪水特性。墓底河流域內(nèi)平均最大24h暴雨量為77.0mm，基本是以單點(diǎn)式為主，具有暴雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大（多年平均雨強(qiáng)為33mm/h）、暴雨集中程度高（多年平均6h暴雨量占24h暴雨量的70.9%，1h暴雨量占24h暴雨量的42.9%）的特點(diǎn)。墓底河發(fā)生洪水災(zāi)害的原因是因?yàn)槭艿搅溯^長(zhǎng)時(shí)段的累積面降雨，其單一站點(diǎn)受到較大降雨不一定會(huì)形成洪災(zāi)，但若流域性長(zhǎng)歷時(shí)面降雨達(dá)到一定量級(jí)，必會(huì)形成洪水造成災(zāi)害。

2、墓底河應(yīng)用新安江模型的洪水預(yù)報(bào)方案

2.1 預(yù)報(bào)模型確定及參數(shù)優(yōu)選方法

暮底河（伍家寨斷面）的水文站預(yù)報(bào)方案如下：

墓底河還未建設(shè)水文站，由表1.1可知，暮底河與盤(pán)龍河流域的水文特性基本相似，且流域距離比較相近，因此參數(shù)移用鄰近的下墊面條件相似的盤(pán)龍河流域龍?zhí)墩恼緟?shù)率定的結(jié)果，并用預(yù)報(bào)斷面他披、高枧槽、壩心、小街、戈革、伍家寨等站來(lái)建立起預(yù)報(bào)模型，用于進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)。龍?zhí)墩緟?shù)率采用的是SMS_3（新安江三水源蓄滿產(chǎn)流模型）和LAG_3（三水源滯后演算匯流模型），擬合龍?zhí)墩竞樗畞?lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)，同時(shí)參考了龍?zhí)墩镜膶?shí)測(cè)流量資料，選取了2013～2014年2場(chǎng)洪水進(jìn)行參數(shù)的率定。預(yù)報(bào)模型參數(shù)優(yōu)選是通過(guò)水量平衡方法初步來(lái)進(jìn)行參數(shù)擬合的，然后按照目標(biāo)最佳擬合法對(duì)洪水參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。暮底河暮底河（伍家寨斷面）。

表1流域水文特性對(duì)比表

2.2 預(yù)報(bào)方案

2.2.1 預(yù)報(bào)站點(diǎn)選用

盤(pán)龍河流域龍?zhí)墩痉桨敢徽军c(diǎn)選用：

雨量站的選用：流域內(nèi)有膩革龍、地白、白色姑、車白泥、硯山新寨等等站點(diǎn)，而暮底河為2012年中小河流的新建站，阿舍、大木克、牛臘沖為2009年中小河流一期新建遙測(cè)雨量站。流域內(nèi)資料較長(zhǎng)的有硯山新寨、戈革、龍?zhí)墩扔炅空?，其中只有戈革、龍?zhí)墩癁樽杂浾?，其他皆為人工委托觀測(cè)，2012年才改為自記站，其不具備編制洪水預(yù)報(bào)方案的要求，因此建方案時(shí)為了考慮資料的連續(xù)性、一致性，僅選用2013～2014年的雨洪資料。

（1）三水源蓄滿產(chǎn)流模型（SMS-3）

三水源蓄滿產(chǎn)流模型包括蒸散發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流量計(jì)算和分水源計(jì)算三部分。由于SMS量測(cè)上的困難，使得其多采用類似流域的參數(shù)值，來(lái)確定一套模型參數(shù)的初始值，以用模型模擬出產(chǎn)匯流過(guò)程。SMS-3中的K為流域蒸散發(fā)折算系數(shù)，實(shí)測(cè)的蒸發(fā)量乘上K即是流域蒸散發(fā)能力。流域平均的蓄水容量，以mm計(jì)，其是反映流域干旱程度的指標(biāo)，主要分成三層，相應(yīng)的容量系數(shù)分為WUM、WLM和WDM。C是深層蒸發(fā)折算系數(shù)，其參數(shù)對(duì)濕潤(rùn)地區(qū)影響不大，但對(duì)半濕潤(rùn)地區(qū)及半干旱地區(qū)的影響非常大。IMP是不透水面積占全流域面積的比例，B是流域蓄水容量曲線的方次，B和IM對(duì)全流域蓄滿的洪水不起作用，但在局部產(chǎn)流時(shí)是有一定作用的。KG、KI分別是自由水蓄水庫(kù)的地下水出流系數(shù)及壤中流出流系數(shù)，其實(shí)對(duì)應(yīng)著自由水蓄水孔的兩個(gè)出流孔，是并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。SM為流域平均的自由水蓄水容量，EX則是自由水蓄水容量曲線的指數(shù)。

2.3 方案構(gòu)建

暮底河站預(yù)報(bào)方案為1個(gè)方案輸入：區(qū)間輸入采用的是蓄滿產(chǎn)流模型（SMS_3）和滯后演算模型（LAG_3）；模型調(diào)試為2013～2014年資料，率定方法則是Rosenbrock方法，雨量權(quán)重計(jì)算全部采用泰森多邊形劃分。暮底河站參數(shù)移用下游的龍?zhí)墩韭识ńY(jié)果，移用時(shí)LAG-3參數(shù)中滯后時(shí)段數(shù)LAG不能進(jìn)行直接的移用，應(yīng)根據(jù)預(yù)報(bào)斷面以上的集水面積、河長(zhǎng)、比降等流域特征參數(shù)適當(dāng)調(diào)整，暮底河站F=284m2，LAG=1。

2.4 方案評(píng)定與檢驗(yàn)

因暮底河水文站無(wú)具體水位流量資料，且洪水無(wú)調(diào)查成果，因此其的預(yù)報(bào)方案無(wú)法進(jìn)行檢驗(yàn)。墓底河移用的龍?zhí)墩痉桨竻?shù)也因雨量資料失真（多為兩段制人工觀測(cè)）而不具備檢驗(yàn)條件，尚不能對(duì)方案精度進(jìn)行定量評(píng)定，待自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn)運(yùn)行一定年限后，再對(duì)方案所需資料進(jìn)行補(bǔ)充完善，同時(shí)進(jìn)行率定修訂，屆時(shí)再對(duì)方案進(jìn)行評(píng)定。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新安江模型是概念性水文模型的代表，其的模型理論體系對(duì)于洪水預(yù)報(bào)有著較大的有利之處，在墓底河洪水預(yù)報(bào)中使用新安江模型，不但有利于新安江模型的發(fā)展，也有利于墓底河流域的水流安全。

【參考文獻(xiàn)】：

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