漳河2013年汛期洪水預(yù)報分析

魏凌芳，朱志強(qiáng)

（海河水利委員會漳衛(wèi)南運河管理局，山東德州253009）

漳河2013年汛期洪水預(yù)報分析

魏凌芳，朱志強(qiáng)

（海河水利委員會漳衛(wèi)南運河管理局，山東德州253009）

介紹了漳河流域洪水預(yù)報方法、預(yù)報分區(qū)和預(yù)報方案，并對2013年汛期兩場洪水預(yù)報結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，提出提高洪水預(yù)報精度的對策。

洪水預(yù)報；預(yù)報方案；漳河

1 漳河流域概況

漳河發(fā)源于太行山區(qū)，是海河流域漳衛(wèi)南運河水系上游的主要支流，流域位于典型的半干旱半濕潤地區(qū)，降雨年際變化大，年內(nèi)分布不均。漳河觀臺以上控制河長307 km，集水面積17 800 km2，降雨主要集中在七八月份，由于地形復(fù)雜、下墊面土質(zhì)多樣，降雨強(qiáng)度變化大，洪水預(yù)報特別是中小洪水預(yù)報難度較大。2013年汛期，針對漳河流域發(fā)生的兩場強(qiáng)降雨過程，利用漳河水文預(yù)報模型進(jìn)行了洪水過程預(yù)測，通過取水徑流、土壤含水量修正等方法，取得了較好預(yù)報結(jié)果，為中小洪水預(yù)報積累了經(jīng)驗。

2 洪水預(yù)報方案

2.1 預(yù)報方法

漳衛(wèi)南運河現(xiàn)洪水預(yù)報系統(tǒng)使用的洪水預(yù)報方法有降雨徑流預(yù)報法、新安江模型、洪峰流量相關(guān)因素法等，根據(jù)預(yù)報經(jīng)驗，采用降雨徑流預(yù)報方法。

（1）降雨產(chǎn)流量預(yù)報。應(yīng)用P～Pa～R降雨徑流經(jīng)驗相關(guān)圖，其主要參變數(shù)有流域面平均降雨量（P）和前期雨量指數(shù)（Pa），影響Pa的因素有土壤最大缺水量、土壤含水量的日消退系數(shù)。

（2）匯流預(yù)報。流域匯流應(yīng)用單位凈雨10mm、3 h單位線，河道匯流應(yīng)用分段連續(xù)演算的馬斯京根法，利用河段的蓄泄關(guān)系與水量平衡原理把上斷面的流量過程演算到下斷面，通過計算機(jī)建立二維誤差函數(shù)，根據(jù)實測值及時校正預(yù)報的各個流量過程。應(yīng)用經(jīng)驗表明，大中洪水預(yù)報中應(yīng)用結(jié)果較佳，峰量誤差小，但峰現(xiàn)時間誤差相對稍大。

2.2 預(yù)報分區(qū)

根據(jù)漳河干支流及流域主要特性，漳河流域洪水預(yù)報分6個區(qū)間：濁漳河的關(guān)河水庫以上區(qū)間，后灣水庫以上區(qū)間，漳澤水庫以上區(qū)間，三庫石梁區(qū)間，清漳河匡門口站以上區(qū)間，石梁、匡門口—觀臺之間的區(qū)間（簡稱石匡觀區(qū)間）。因為濁漳河的3個水庫以上的區(qū)間有閘門影響，預(yù)報中不考慮水庫以上區(qū)間，只考慮其下泄水量對石梁站的影響。對其他3個區(qū)間應(yīng)用降雨徑流預(yù)報方案進(jìn)行區(qū)間產(chǎn)匯流計算，石梁、匡門口流量經(jīng)河道演算至觀臺。

2.3 預(yù)報結(jié)果和修正方法

（1）三庫石梁區(qū)間。石梁水文站位于濁漳河上游，為三庫石梁區(qū)間的控制站，控制著上游關(guān)河水庫、后灣水庫和漳澤水庫3座大型水庫以及區(qū)間眾多的中小型水庫。三庫石梁區(qū)間地形多為丘陵盆地，土質(zhì)松散，土壤含水量易飽和。汛期重點監(jiān)控三大水庫出庫流量變化，在匯流計算中充分考慮水庫加大泄量引起的河道水流快速上漲帶來的影響，對流量和傳播時間進(jìn)行修正。

（2）匡門口以上區(qū)間?？镩T口水文站位于清漳河下游干流上，是匡門口以上區(qū)間的控制站，控制著清漳河94%的流域面積。區(qū)間坡陡流急，且為石質(zhì)山區(qū)，降雨強(qiáng)度小時下滲較多、地表產(chǎn)流量較低，降雨強(qiáng)度大時能較快形成洪峰，在實時作業(yè)預(yù)報中降雨強(qiáng)度大時考慮匯流時間，可適當(dāng)提前一個時段。本區(qū)間水利工程較少，選擇相應(yīng)洪水量級的匯流單位線，按照預(yù)報方案實施作業(yè)預(yù)報即可達(dá)到精度要求。

（3）石匡觀區(qū)間。觀臺水文站是石匡觀區(qū)間的控制站，是整個漳河山區(qū)的出口控制站，也是岳城水庫的入庫站。該站預(yù)報的精度和質(zhì)量對全流域的防汛調(diào)度、水資源利用起到非常重要的作用。觀臺的入流為區(qū)間降雨匯流和上游石梁站、匡門口站的河道匯流的三部分預(yù)報結(jié)果的疊加，得出岳城水庫入庫產(chǎn)、匯流預(yù)報。本區(qū)間引水工程錯綜復(fù)雜，較大的引水工程紅旗渠、大躍峰渠、小躍峰渠及躍進(jìn)渠等常年引水，其設(shè)計引水流量合計為93.0m3/s，在平水年和枯水年份預(yù)報中需要特別考慮。2013年7月15日—8月15日平均日引水量55.3m3/s，在實時作業(yè)預(yù)報時，實時監(jiān)控引水流量的變化情況，充分考慮其對觀臺流量變化帶來的影響。

3 洪水預(yù)報結(jié)果

3.1 第一場洪水預(yù)報

（1）降雨過程。2013年7月9—14日，漳河流域普降大到暴雨，面雨量為163.4 mm，所有站點的過程雨量都超過100mm，降雨中心在三庫石梁區(qū)間，最大點雨量石梁站273.6mm。本次降雨持續(xù)時間較長，降雨量級較常年偏大，是入汛以來第一場較大降水過程，前期各區(qū)間土壤含水量在30%以內(nèi)，經(jīng)過此次降雨過程，各個分區(qū)土壤含水量均增加50%以上，石匡觀區(qū)間已接近飽和狀態(tài)，降雨對后期洪水形成起了重要作用。7月9—14日降雨前后土壤含水量對比見表1，降雨過程如圖1所示。

表1 7月9一14日降雨前后土壤含水量對比

圖1 7月9日8時一14日8時降雨過程

（2）徑流預(yù)報。本次洪水過程主要是持續(xù)的強(qiáng)降雨所致，7月10日起流域內(nèi)各站的水位不斷快速上漲，漳澤水庫、后灣水庫及關(guān)河水庫入庫流量不斷增大；7月12日起漳澤水庫、關(guān)河水庫加大向濁漳河的下泄流量，石梁站流量隨后快速起漲。在預(yù)報過程中，考慮水庫泄水流量快速上漲帶來的影響，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行流量修正。

本次降雨開始前各河道流量較小，7月9日8時匡門口流量0.67m3/s、石梁9.40m3/s、觀臺流量1.82 m3/s，整個流域土壤缺水量大，河道普遍較干，產(chǎn)流主要集中在后期。7月9日8時—14日8時降雨洪水預(yù)報和實測值比較，見表2。

表2 7月9日8時一14日8時降雨洪水預(yù)報和實測值比較

3.2 第二場洪水預(yù)報

（1）降雨過程。2013年7月22日8時—23日8時，受河套南部低渦東移影響，漳河流域普降大到暴雨，24 h流域面雨量37.1mm，最大點雨量站為關(guān)河水庫站68.0mm。此次降雨過后匡門口以上區(qū)間土壤含水量幾近飽和。本場降雨歷時短、強(qiáng)度大，前期土壤含水量較大，產(chǎn)流條件明顯。7月22日8時—23日降雨前后土壤含水量對比見表3，降雨過程如圖2所示。

表3 7月22日8時一23日降雨前后土壤含水量對比

圖2 7月22日8時一23日8時降雨過程

（2）參數(shù)調(diào)整和預(yù)報。本次預(yù)報主要考慮23日凌晨降雨強(qiáng)度大帶來的影響，使漳河較快形成洪峰，在應(yīng)用時校正計算結(jié)果后適當(dāng)調(diào)整了峰現(xiàn)時間。7月22日8時—23日8時降雨洪水預(yù)報和實測值比較，見表4。

表4 7月22日8時一23日8時降雨洪水預(yù)報和實測值比較

3.3 結(jié)果分析

兩場降雨過程總降雨量較大，但是第一場降雨歷時6 d，第二場降雨歷時僅1 d，降雨強(qiáng)度差別大，且前期雨量、土壤飽和度差別較大，預(yù)報結(jié)果理想，峰現(xiàn)時間存在誤差。總體分析，兩場洪水預(yù)報的洪峰流量精度較高，

4 結(jié)語

（1）全面掌握水利工程調(diào)度運用情況。水庫工程改變了天然河道的來水規(guī)律，引水工程使流域總體水量不平衡，充分掌握這些水利工程調(diào)度對流域產(chǎn)匯流的影響有助于提高洪水預(yù)報精度。對于三庫石梁區(qū)間而言，應(yīng)及時掌握三大水庫的調(diào)度運行情況，及時調(diào)整預(yù)報方案。紅旗渠、大躍峰渠、小躍峰渠和躍進(jìn)渠四大灌溉引水渠道常年引水，應(yīng)實時掌握其引水量變化規(guī)律，在作業(yè)預(yù)報中扣減這部分水量；同時，對于近年內(nèi)新修建的一些水庫堰閘工程應(yīng)及時統(tǒng)計分析，掌握其影響水流的相關(guān)因素。

（2）完善和修訂預(yù)報方案。流域下墊面狀態(tài)的改變，加之受到城市化進(jìn)程的影響，使得產(chǎn)匯流條件會發(fā)生較大改變，導(dǎo)致匯流時間等方面產(chǎn)生偏差。因此，應(yīng)根據(jù)更近年代更長系列資料更新預(yù)報方案。

（3）編制中小洪水預(yù)報方案?，F(xiàn)有預(yù)報方案中部分是根據(jù)大洪水年份洪水資料編制，對于平水年和枯水年的水文預(yù)報應(yīng)用效果不理想。漳河流域近年處于干旱年份，來水量較少，在現(xiàn)有的預(yù)報方案基礎(chǔ)上，摸索適用于本流域特性的其他新型方法和模型，編制適應(yīng)中小洪水的預(yù)報方案，對提高小流量預(yù)報精度就顯得特別重要。

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1004-7328（2014）06-0024-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.008

2014-11-05

魏凌芳（1986-），女，助理工程師，主要從事水文情報預(yù)報工作。