下孤山站洪水預(yù)報的實際應(yīng)用

□（平頂山水文水資源勘測局）

下孤山站洪水預(yù)報的實際應(yīng)用

□宋伯琦（平頂山水文水資源勘測局）

通過對下孤山水文站實際情況的具體介紹，說明了下孤山水文站洪水預(yù)報的基本內(nèi)容和方法，讓讀者了解本站洪水預(yù)報的實際情況和特點，是下游水庫站的“先頭兵”，為水庫的科學(xué)調(diào)度爭取時間和收集第一手可靠的水情資料，有效緩解了下游的防汛壓力。同時做為全國的中央報汛站，從地理位置上闡明了本站在水文預(yù)報中的重要性，特別是水情分中心建立后，遙測雨量點的安裝、中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，對日常實際工作中，雨量、水位的監(jiān)測起到了極大的便捷作用，新科技、新設(shè)備的普及有力支持了水文工作的展開和進(jìn)行。

下孤山站；水文預(yù)報；城市內(nèi)澇；時段凈雨

1 流域自然地理特征

下孤山站位于沙河支流蕩澤河上，控制流域面積354 km2，流域位于秦嶺—昆侖緯向構(gòu)造帶的東段，巖性屬伏牛山花崗巖，小斷層眾多，地下含水層厚，山間屢有清泉出露，地下水豐厚，無溶洞，流域內(nèi)落葉闊葉林分布較廣，樹種以華松、油松樹、核桃樹、板栗樹為主，植被覆蓋率在90%左右。沙河位于北半球中緯度地帶，為大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，由于處于北半球的中緯度高空西風(fēng)帶，冷暖氣團交綏頻繁，常形成局部性或大面積的暴雨。多年平均降水量800 mm，其中2/3集中在汛期；該流域源短流急一旦山洪暴發(fā)，迅猛下泄進(jìn)入昭平臺水庫，預(yù)見期短，突發(fā)性強，洪峰陡漲陡落，測流困難。測流斷面寬374 m，測流河段順直，河底坡度大，由砂卵石組成，沖淤嚴(yán)重，左右岸均有串溝，中低水均有分流產(chǎn)生，高水時左岸有漫灘現(xiàn)象。

2 水利工程情況及測站情況

下孤山站1961年8月由河南省水利廳設(shè)立下孤山水文站。1985年由水文水資源總站、1997年由水文水資源局連續(xù)領(lǐng)導(dǎo)觀測至今。下孤山流域內(nèi)有報汛雨量站2個，分別是瓦屋和下孤山；另外有3個非報汛雨量站是背孜、土門、井河口。本站位于沙河上游左側(cè)支流蕩澤河上，屬于瓦屋鄉(xiāng)下孤山村，距魯山縣城30 km，1961年8月設(shè)立，處于外方山山地；上游植被較差，產(chǎn)匯流時間短；低水時采用流速儀測流，中高水采用浮標(biāo)或比降-面積法。該站為昭平臺水庫入庫站，距水庫22 km。

3 年度環(huán)境

2016年是不尋常的一年，受超強厄爾尼諾現(xiàn)象和臺風(fēng)的雙重影響，河南省局部也暴發(fā)了多年不遇的大洪水，安陽、新鄉(xiāng)累計降雨達(dá)500 mm以上，城市內(nèi)澇嚴(yán)重，關(guān)鍵時刻水文預(yù)報的準(zhǔn)確性和正確的科學(xué)調(diào)度直接關(guān)系到人民的財產(chǎn)和生命安全，這是防汛任務(wù)嚴(yán)峻的一年，同時也是寶貴的一年，為水文行業(yè)提供了許多寶貴的數(shù)據(jù)。

4 預(yù)報內(nèi)容

水文預(yù)報是根據(jù)水文現(xiàn)象的動態(tài)規(guī)律，利用實測水文、氣象資料預(yù)報水文現(xiàn)象未來情況的水文科學(xué)，是應(yīng)用水文學(xué)的一個重要組成部分。水文預(yù)報對防洪、抗旱及水利工程的管理、調(diào)度都起關(guān)鍵作用。水文預(yù)報按其預(yù)報項目可分為徑流預(yù)報、冰情預(yù)報、沙情預(yù)報及水質(zhì)預(yù)報，這里主要以下孤山站介紹徑流洪水預(yù)報。

5 具體預(yù)報方法

5.1 計算前期影響雨量

由于前期影響雨量的計算數(shù)據(jù)較多，列表不便，這里只做文字說明。首先由2016年7月6日的首場降雨開始，計算出5個站點的平均面雨量，再由前一日的面雨量和前期影響雨量相加，乘折減系數(shù)K=0.84得當(dāng)日影響雨量，依次類推到7月18日Pa=15.30即可。

5.2 推求面雨量算出前期影響雨量后，再求得5個站點的平均面雨量（見表1）。

表1 降雨時段的平均面雨量表

5.3 推求時段凈雨

由P+Pa查降雨徑流關(guān)系圖得出累計凈雨，進(jìn)而算出時段凈雨（見表2）。

表2 下孤山站20160719次洪水凈雨計算表

5.4 產(chǎn)流計算

最后由不同的單位線進(jìn)行推流，這里選用1 h單位線（見表3）。

表3 1h單位線推流

6 預(yù)報成果

6.1 實際作業(yè)對比

從表中可以看出洪峰流量為753，時間出現(xiàn)在2016年7月19日的1點鐘，實際測流洪峰流量為750，時間出現(xiàn)在7月19日的0時40分，預(yù)報成果相當(dāng)準(zhǔn)確。

預(yù)報方法：產(chǎn)流采用降雨徑流相關(guān)計算，匯流采用單位線計算。預(yù)報計算過程：首先由時段降雨推出時段凈雨，然后根據(jù)凈雨和前期影響雨量查出徑流深，最后由不同時段的單位線進(jìn)行匯流計算。

6.2 綜合分析

下孤山站以上由于是一個閉合流域，流域內(nèi)無大型的水利工程，單位線推流效果不錯，預(yù)報時用5個站進(jìn)行面平均雨量的計算，在降雨均勻時代表性很好，預(yù)報準(zhǔn)確及時的應(yīng)用，不僅有力支持了本站的防汛工作，更為下游的昭平臺水文站贏取了充分的準(zhǔn)備時間。新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，智能化的普及也為雨量、水位的觀測提供了極大便捷，及時有效對城市內(nèi)澇、山體滑坡做出預(yù)警和措施，相信在不久的將來，自動一體化將為水文行業(yè)提供強有力的科技支撐，成為不可或缺的一部分。

7 科學(xué)調(diào)度

下孤山水文站是昭平臺水庫的重要入庫站，在每年的防汛任務(wù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，準(zhǔn)確快速掌握水情資料并及時作出預(yù)報對防汛決策起到重大的作用，特別是利用照平臺、白龜山2個梯級水庫，聯(lián)合調(diào)度，適時錯峰，大澇期間對緩解下游防汛壓力起到了關(guān)鍵的作用，保障了人民的生命財產(chǎn)安全，減少了經(jīng)濟損失。

（編輯：韋詩佳）

表1 不同洪水技術(shù)處理方法設(shè)計結(jié)果對比表

目前，受到技術(shù)條件限制以及實測資料有限等因素的影響，針對梯級水庫下游斷面設(shè)計洪水真值的計算尚有一定的不確定性。主要方法仍然是通過對上游區(qū)域各個區(qū)間洪水地區(qū)組成的擬定，相互印證并間接計算。按照以上方法進(jìn)行計算可見：在梯級水庫調(diào)蓄后，斷面洪峰設(shè)計值明顯降低，與其他方法計算所得結(jié)果無明顯差異，證實結(jié)果具有可靠性。

4 結(jié)語

在水庫工程設(shè)計中，設(shè)計人員必須充分遵循水庫工程所處流域的水文特點與地質(zhì)條件，綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)算法為洪水技術(shù)處理方法的設(shè)計提供指導(dǎo)，以有效應(yīng)對洪水災(zāi)害，避免對人類生命、財產(chǎn)安全造成影響，進(jìn)而達(dá)到提高水庫工程整體運行效能的目的。

［1］周如瑞，盧迪，王本德等.基于貝葉斯定理與洪水預(yù)報誤差抬高水庫汛限水位的風(fēng)險分析［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，（3）：135-141.

［2］李曉紅.水庫除險加固工程效益分析［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2012，（4）：77-77.

收稿日期：2016-11-14

（編輯：左英勇）

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