漲率分析法在鳳山水文站洪水預(yù)警預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

莫桂蘭

（河池水文中心，廣西 河池 547000）

1 鳳山水文站流域概況

鳳山縣地處廣西壯族自治區(qū)西北部，河池市的西部，屬云貴高原南緣，處于一個(gè)由高原向“準(zhǔn)平原”過(guò)渡又復(fù)而隆起的斜坡地帶，地勢(shì)大致呈西北向東南和東北傾斜。鳳山水文站為盤(pán)陽(yáng)河上游干流控制站，斷面以上集水面積370 km2，屬省級(jí)重點(diǎn)報(bào)汛站，河流平均坡度2.98‰，流域內(nèi)有上林、若里、老里、久文、巴作、喬音、拉當(dāng)?shù)?個(gè)雨量站。

盤(pán)陽(yáng)河是珠江水系西江干流紅水河段支流。盤(pán)陽(yáng)河有兩源，一源發(fā)自鳳山縣林峒鄉(xiāng)文里界上坡腳；另一源發(fā)自天峨縣更新鄉(xiāng)當(dāng)里村拉黑屯，河流流經(jīng)鳳山縣、巴馬縣、大化縣，在大化縣乙圩鄉(xiāng)匯入紅水河干流巖灘水庫(kù)。

2 漲率分析法

2.1 基本原理

流域降雨在出口斷面形成的洪水過(guò)程有其內(nèi)在的變化規(guī)律。漲水段可分為兩部分，一部分為漲水起漲點(diǎn)至漲水段水位過(guò)程拐點(diǎn)，第二部分為從拐點(diǎn)至洪峰。前者是漲率由零逐漸增大的過(guò)程，后者相反，即由最大逐漸減小的過(guò)程（洪峰處漲率為零）。

水位過(guò)程線(xiàn)可概化表示為二次拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其求導(dǎo)后即可得線(xiàn)性的漲率關(guān)系。通過(guò)實(shí)測(cè)水位過(guò)程，用電子表格畫(huà)出漲率遞減的線(xiàn)性方程式，推求出洪峰水位及其出現(xiàn)時(shí)間。洪水過(guò)程與洪水漲率的數(shù)學(xué)關(guān)系如圖1所示。

圖1 洪水過(guò)程與洪水漲率的數(shù)學(xué)關(guān)系圖

2.2 計(jì)算方法

（1）當(dāng)最大漲率出現(xiàn)后，根據(jù)3 h的漲率推求其線(xiàn)性關(guān)系。

（2）預(yù)測(cè)漲率=0（即洪峰）的時(shí)間。

（3）再統(tǒng)計(jì)從預(yù)報(bào)時(shí)間后的漲率累計(jì)值，則預(yù)測(cè)洪峰水位值=預(yù)報(bào)時(shí)的相應(yīng)水位+漲率累計(jì)值。

3 應(yīng)用實(shí)例

以鳳山水文站2017年6月12日的洪水為例介紹漲率法的實(shí)際應(yīng)用。鳳山水文站2017年6月12日8：00出現(xiàn)最大漲率0.42 m/h，其后2 h的漲率分別為0.37 m/h、0.3 m/h。將這3個(gè)小時(shí)漲率用電子表格作出線(xiàn)性關(guān)系式，漲率過(guò)程線(xiàn)為k（t）=-0.06t+0.4 233，見(jiàn)圖2。當(dāng)k（t）=0時(shí)，t=7 h，即最大漲率過(guò)后7 h出現(xiàn)洪峰水位。鳳山水文站2017年6月12日洪水過(guò)程統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1，漲率法推求洪峰成果見(jiàn)表2。

圖2 漲率線(xiàn)性關(guān)系式

表1 鳳山水文站2017年6月12日洪水過(guò)程統(tǒng)計(jì)表

表2 漲率法推求洪峰成果表

根據(jù)《水情情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（GB/T22482-2008）規(guī)定，取預(yù)見(jiàn)期內(nèi)水位實(shí)測(cè)變幅的20%作為許可誤差。峰現(xiàn)時(shí)間預(yù)報(bào)許可誤差是以預(yù)報(bào)根據(jù)時(shí)間至實(shí)測(cè)洪峰出現(xiàn)時(shí)間之間時(shí)距的30%計(jì)算，當(dāng)許可誤差小于3 h或一個(gè)計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)時(shí)，則以3 h或一個(gè)時(shí)段長(zhǎng)作為許可誤差。本次洪水于6月12日8時(shí)發(fā)布藍(lán)色預(yù)警，預(yù)報(bào)峰現(xiàn)時(shí)間約7 h，實(shí)際峰現(xiàn)時(shí)間為5.83 h，預(yù)報(bào)誤差1.17 h，許可誤差3 h，因此預(yù)報(bào)峰現(xiàn)時(shí)間結(jié)果合格；預(yù)報(bào)水位475.02 m，實(shí)際洪峰值475.16 m，預(yù)報(bào)誤差0.14 m，許可誤差0.148 m，因此預(yù)報(bào)水位結(jié)果合格。

4 結(jié)語(yǔ)

漲率分析法適用于鳳山水文站的洪水過(guò)程，且漲率出現(xiàn)最大值后2 h 逐漸遞減的場(chǎng)次，在使用過(guò)程中應(yīng)結(jié)合多元回歸方程法分析出洪水是否達(dá)到發(fā)布預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，提前發(fā)布預(yù)警信息。洪水作業(yè)預(yù)報(bào)時(shí)，結(jié)合流域內(nèi)暴雨中心、雨強(qiáng)、前期土壤含水量等因素考慮峰現(xiàn)時(shí)間，洪水過(guò)程時(shí)間較短的場(chǎng)次，不適用本方案，為保證預(yù)警預(yù)報(bào)的時(shí)效性，不能等到2 h 漲率出現(xiàn)后再預(yù)報(bào)，建議使用中小河流預(yù)警平臺(tái)漲率過(guò)程線(xiàn)推求的方法預(yù)報(bào)。