流域匯流單位線推求方法實例對比分析

摘 要：流域匯流單位線法是針對降雨徑流類型洪水的基本預(yù)報手段之一，該方法建立在對歷史洪水規(guī)律的分析總結(jié)基礎(chǔ)之上。目前推求流域匯流單位線有多種方法，比較實用的有瞬時單位線法和線性規(guī)劃求解法，文章以實例流域為例，對兩種方法推求的單位線進行了實例對比分析，通過對單位線的檢驗，提出了各方法的精度差異，并對其產(chǎn)生原因和各方法的使用注意事項進行了論述。

關(guān)鍵詞：降雨徑流洪水；河網(wǎng)匯流；單位過程線法；徑流過程；規(guī)劃求解

1 降雨徑流類型洪水預(yù)報簡介

在一些中小流域，因河道上僅有一處流域出口徑流控制站，在對該站進行短期洪水預(yù)報時，其預(yù)報主要依據(jù)就是流域降雨，降雨在流域上產(chǎn)生的徑流通過流域匯流最終通過流域出口斷面。對這類洪水進行預(yù)報分產(chǎn)流和匯流計算兩個部分，產(chǎn)流計算是指確定有多少流域降雨在扣除蒸發(fā)、下滲、截留等損失后成為徑流進入河網(wǎng)；匯流計算是指進入河網(wǎng)的徑流在流域出口斷面形成怎樣的徑流過程，主要包括徑流歷時和洪峰流量。產(chǎn)流計算一般利用事先已有產(chǎn)流計算方案，如用降雨徑流相關(guān)圖來確定本次降雨的有效凈雨量，即扣除損失后形成徑流的雨量。匯流計算可用流域匯流單位線來推算流域匯流過程，文章重點對流域匯流單位線的推求方法進行對比分析。

2 匯流單位線概念和使用方法介紹

流域匯流單位線的通俗解釋是指一定量級的凈雨，在流域出口斷面形成的流量過程，由流域?qū)崪y雨洪資料求得。單位線有三個特征指標，即：單位線峰值；洪峰滯時，指降雨歷時中間點至洪峰的時距；徑流過程總歷時。實際使用時單位凈雨深常取10mm，單位時段一般取3、6、12h等，常取決于降雨時段。有了流域匯流單位線就可以利用實際凈雨與單位凈雨的倍比關(guān)系來預(yù)報實際徑流過程。

3 流域匯流單位線推求方法介紹

流域匯流單位線的推求方法較多，比較原始的有列表計算法、圖解法和試錯法，這些方法費時、費力，目前已逐漸被淘汰，文章以常用的瞬時單位線法和規(guī)劃求解法來進行實例流域匯流單位線的推求分析。

3.1 規(guī)劃求解法

該方法是利用線性規(guī)劃數(shù)學(xué)方法使求解值在特定條件下滿足條件。具體使用時就是利用已有的實測洪水過程和對應(yīng)各時段的凈雨量，由計算機優(yōu)選出最佳的單位過程線，該方法可設(shè)置多個約束條件，計算簡便快捷。

3.2 瞬時單位線法

瞬時單位線是指無論凈雨時段是多少，其單位洪水過程時段都是是瞬時的，該方法的主要優(yōu)點是求得的瞬時單位線可以轉(zhuǎn)換為任意時段，實用性較強，其主要參數(shù)n、k可由計算機優(yōu)選。瞬時單位線計算公式為u（t）=■（■）■（e■），式中參數(shù)t、k由實例洪水通過矩法計算得出。

4 實例應(yīng)用

某站一次洪水過程如表1（第8列，已扣除前期底水）所示，斷面面積F=560km2，計算時段△t=3h，規(guī)劃求解和瞬時單位線法計算結(jié)果見表1、表2。

5 結(jié)束語

（1）規(guī)劃求解法推求單位線模擬計算的結(jié)果精度要略高于瞬時單位線法。該方法使用條件低，對單位線時段流量方便優(yōu)選。在一些特定流域?qū)︻A(yù)報精度要求較高時建議優(yōu)先使用該方法。

瞬時單位線法因其有方便查用的s（t）曲線表，可以任意時段轉(zhuǎn)換，但轉(zhuǎn)換后的單位線概化程度較高，精度會降低，因此瞬時單位線法適用于臨時性流域降雨徑流預(yù)報。

（2）受實測雨洪資料觀測誤差限制，任何方法求得的單位線都有使用局限性，因此，在實際工作中應(yīng)針對流域特性及時分析總結(jié)流域單位線的精度變化，及時對流域單位線進行補充更新或修正處理。

參考文獻

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作者簡介：栗彥博（1972，1-），男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，工程師。