降雨徑流預(yù)報(bào)瞬時(shí)單位線推求分析

【摘要】降雨-徑流型洪水預(yù)報(bào)目前普遍適用于中小流域，該預(yù)報(bào)方法主要是利用降雨徑流匯流單位線法來(lái)預(yù)報(bào)流域出口斷面洪水過(guò)程，是目前常用的較成熟預(yù)報(bào)方法之一。該方法依據(jù)歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)分析，總結(jié)歸納出各種類型的洪水單位線，鑒于目前存在的多種推求流域匯流單位線的方法，針對(duì)某次歷史洪水并非所有方法都可以求出單位線，本文以瞬時(shí)單位線法為例，對(duì)實(shí)例洪水進(jìn)行單位線推求分析，求得單位線滿足使用條件，并對(duì)推求方法和注意事項(xiàng)提出了建議。中小流域洪水預(yù)報(bào)方法較多，本文僅對(duì)瞬時(shí)單位線推求作了簡(jiǎn)要論述，重點(diǎn)針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，文中結(jié)論僅供參考。

【關(guān)鍵詞】降雨徑流型洪水預(yù)報(bào)；河網(wǎng)匯流；瞬時(shí)單位過(guò)程線；徑流過(guò)程；凈雨量

1、流域匯流單位線法洪水預(yù)報(bào)簡(jiǎn)介

水文預(yù)報(bào)常用的方法有上下游相應(yīng)水位（流量）法和降雨徑流預(yù)報(bào)法。降雨徑流預(yù)報(bào)法主要應(yīng)用在流域預(yù)報(bào)斷面上游無(wú)控制站，只能依靠上游降雨來(lái)預(yù)報(bào)斷面洪水過(guò)程。這類預(yù)報(bào)步驟有產(chǎn)流和匯流兩部分，產(chǎn)流指分析降雨在經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、下滲、截留損失后有多少凈雨能夠形成徑流并進(jìn)入河網(wǎng)；匯流指由降雨形成的徑流在斷面形成何種徑流過(guò)程，該過(guò)程主要由徑流歷時(shí)、各時(shí)段流量和洪峰流量來(lái)表示。產(chǎn)流分析由事先根據(jù)各場(chǎng)次歷史洪水計(jì)算的降雨和相應(yīng)徑流深相關(guān)點(diǎn)據(jù)圖查得。匯流分析則需要利用流域匯流單位線來(lái)完成。

2、流域匯流單位線簡(jiǎn)介

我們將一次降雨過(guò)程形成的洪水按時(shí)間-流量關(guān)系畫(huà)在圖上，該線稱為洪水過(guò)程線，只是該過(guò)程線由不同量級(jí)降雨形成。為了方便應(yīng)用，將規(guī)定量級(jí)降雨（10mm單位）形成的徑流過(guò)程線稱為匯流單位線。單位線指標(biāo)有峰值、洪峰滯時(shí)（指降雨歷時(shí)中間點(diǎn)至洪峰的時(shí)距）、徑流總歷時(shí)、降雨（徑流）時(shí)段。單位線時(shí)段取決于降雨資料時(shí)段，根據(jù)資料觀測(cè)精度一般有6、12、24h等。應(yīng)用單位線預(yù)報(bào)洪水時(shí)將實(shí)際降雨按與10mm凈雨的倍比來(lái)計(jì)算徑流過(guò)程。

3、瞬時(shí)單位線推求方法介紹

瞬時(shí)單位線洪水時(shí)段都是瞬時(shí)的，可以轉(zhuǎn)換為任意時(shí)段，其對(duì)降雨時(shí)段沒(méi)有要求，實(shí)用性強(qiáng)，主要參數(shù)為反應(yīng)流域調(diào)節(jié)能力的n、k。計(jì)算公式為，實(shí)際應(yīng)用時(shí)由實(shí)例洪水通過(guò)矩法算出。

4、實(shí)例應(yīng)用分析

選擇2013年依吉密河北關(guān)站一次洪水過(guò)程，測(cè)站集水面積F=939km2，計(jì)算時(shí)段△t=24h，計(jì)算結(jié)果U1/=165.7；U2=4474.4；n=6.14；k=27，分析計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表1，利用n、k值即可推求瞬時(shí)流域匯流單位線，S（t）值由專用表查出，應(yīng)用時(shí)單位線時(shí)段和降雨摘錄時(shí)段必須一致。

5、結(jié)語(yǔ)

由表中可見(jiàn)，推求單位線徑修勻后各時(shí)段流量合計(jì)約等于1.0，說(shuō)明該單位線滿足使用要求。利用瞬時(shí)單位線時(shí)必須將其轉(zhuǎn)換為10mm凈雨單位才可使用，理論上每一次洪水過(guò)程均可以推求出瞬時(shí)單位線，其精度取決于降雨過(guò)程的劃分和流量資料摘取時(shí)段及徑流分割的準(zhǔn)確性。該方法使用條件低，但準(zhǔn)確度不一定高于其他經(jīng)驗(yàn)方法。瞬時(shí)單位線可利用s（t）曲線表，可任意轉(zhuǎn)換時(shí)段，轉(zhuǎn)換后概化程度高，精度也隨之降低，僅適用簡(jiǎn)易降雨徑流預(yù)報(bào)。

流域匯流單位線推求在很大程度上受雨洪資料精度和實(shí)際洪水過(guò)程限制，單一的理論條件下的雨洪過(guò)程實(shí)際很少出現(xiàn)，因此任何單位線都有使用局限性，實(shí)際工作建議及時(shí)分析總結(jié)單位線精度變化，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充修正處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧先俊.陸地水文學(xué)[M].北京：水利電力出版社，1984.

[2]李慧瓏.水文預(yù)報(bào)[M].北京：水利電力出版社，1979.

[3]宋少忠.Excel公式、函數(shù)和圖表應(yīng)用與實(shí)例分析[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2008.