云南省明光河?xùn)|營(yíng)水文站洪水預(yù)警預(yù)報(bào)方案分析

劉楚文

摘要：近年來，云南省因強(qiáng)降雨引發(fā)的洪水災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，暴露了高原山區(qū)中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)的突出問題和薄弱環(huán)節(jié)。采用中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，構(gòu)建了東營(yíng)水文站新安江三水源模型，并對(duì)其進(jìn)行了參數(shù)率定，編制了東營(yíng)水文站洪水預(yù)警預(yù)報(bào)方案。洪水預(yù)報(bào)精度測(cè)定結(jié)果表明：東營(yíng)水文站新安江三水源模型方案精度評(píng)定為乙級(jí)，可用于發(fā)布預(yù)報(bào)。該方案提升了該地中小河流水文預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)能力和水平，為中小河流防洪減災(zāi)提供幫助。

關(guān)鍵詞：洪水預(yù)警預(yù)報(bào);方案編制;東營(yíng)水文站;明光河;云南省

中圖法分類號(hào)：P338 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.03.001

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）03 - 0008 - 03

1 流域概況

明光河屬伊洛瓦底江流域瑞麗江水系，發(fā)源于云南省騰沖縣高黎貢山西側(cè)中緬交界一帶，主流源于騰沖縣明光鄉(xiāng)北部的河頭山（河源海拔2 520 m），進(jìn)入明光壩、固?hào)|壩稱明光河，徑流面積1 831.7 km2，年平均產(chǎn)水量24.996 6億m3。

2 站網(wǎng)分布及水文資料

東營(yíng)水文站是國(guó)家基本水文站、明光河流域干流控制站，地理坐標(biāo)為東經(jīng)98°32′，北緯25°38′，積水面積416 km2。該站建于1958年12月2日，包含1959～2018年共60 a洪水資料，包括大、中、小洪水年份。東營(yíng)水文站以上流域內(nèi)設(shè)有一座地盤關(guān)雨量站，該站由云南省水文水資源局保山分局于1958年設(shè)立，歷史系列資料中雨量資料多為人工委托觀測(cè)，大部分僅為日降雨量。2012～2013 年依托云南省中小河流建設(shè)項(xiàng)目，該雨量站改建為自動(dòng)測(cè)報(bào)雨量站點(diǎn)，由保山分局負(fù)責(zé)觀測(cè)和資料整編。

3? ?預(yù)報(bào)模型及參數(shù)優(yōu)選方法

本次流域斷面洪水預(yù)報(bào)方案采用中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)編制。方案編制過程中，水文模型使用新安江模型中的 SMS_3三水源蓄滿產(chǎn)流模型、LAG_3 三水源滯后演算匯流模型[1]。參數(shù)優(yōu)選方法選用中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)提供的 Simplex 方法和rosenbrock 方法[2]。

4 預(yù)報(bào)方案

4.1 方案構(gòu)建

使用中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)構(gòu)建東營(yíng)水文站預(yù)報(bào)斷面洪水預(yù)報(bào)方案。中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行模型率定建立預(yù)報(bào)方案，需要使用水文站、雨量站具有較高同步系列的資料[3]。東營(yíng)水文站斷面洪水預(yù)報(bào)方案有1個(gè)區(qū)間匯流。區(qū)間產(chǎn)流計(jì)算所用雨量站有東營(yíng)、地盤關(guān)2站。方案計(jì)算時(shí)段為 1 h，采用 2017 年綜合水位流量線轉(zhuǎn)換成河道水位，方案輸出為東營(yíng)時(shí)段水位流量過程。方案蒸發(fā)資料采用東營(yíng)水文站多年蒸發(fā)資料。

4.2 方案模型

產(chǎn)流模型方法采用新安江三水源蓄滿產(chǎn)流（SMS_3），區(qū)間雨量權(quán)重計(jì)算采用泰森多邊形法。匯流模型方法采用坡面匯流滯后演算（LAG_3）[4]。

模型調(diào)試選取2013～2018年歷史資料計(jì)算水量平衡為0.000，蒸散發(fā)折算系數(shù)K=1.198;選取2013，2015，2016，2017，2018年共計(jì)5 a歷史資料，9場(chǎng)次大、中、小型洪水率定參數(shù);選取2019年歷史資料9場(chǎng)次大、中、小型洪水進(jìn)行模型檢驗(yàn)。優(yōu)化率定方法采用單純形法。

各目標(biāo)函數(shù)統(tǒng)計(jì)見表1。產(chǎn)流模型和匯流模型參數(shù)及其區(qū)間見表2和表3。

4.3 方案精度

按照GB/T 22482-2008《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》[5]，降雨徑流預(yù)報(bào)以實(shí)測(cè)洪峰流量的20%作為許可誤差;洪量的許可誤差參照洪峰流量的許可誤差;峰現(xiàn)時(shí)間以預(yù)報(bào)時(shí)間至實(shí)測(cè)洪峰出現(xiàn)時(shí)間之間時(shí)距的30%作為許可誤差，當(dāng)許可誤差小于3 h或1個(gè)計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)，則以3 h或1個(gè)計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)為許可誤差;當(dāng)1個(gè)預(yù)報(bào)方案包含多個(gè)預(yù)報(bào)項(xiàng)目時(shí)，預(yù)報(bào)方案的合格率為各預(yù)報(bào)項(xiàng)目合格率的算術(shù)平均值[5]。

通過對(duì)率定期的9場(chǎng)大、中、小型洪水進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)，預(yù)報(bào)洪峰流量合格場(chǎng)次7場(chǎng)，不合格2場(chǎng);峰現(xiàn)時(shí)間合格7場(chǎng)，不合格2場(chǎng);洪量預(yù)報(bào)合格6場(chǎng)，不合格3場(chǎng);綜合預(yù)報(bào)合格率74.1%。率定期場(chǎng)次洪水預(yù)報(bào)精度詳見表3。

通過對(duì)模型檢驗(yàn)的9場(chǎng)大、中、小型洪水進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)，預(yù)報(bào)洪峰流量合格場(chǎng)次6場(chǎng)，不合格3場(chǎng);峰現(xiàn)時(shí)間合格9場(chǎng)，不合格0場(chǎng);洪量預(yù)報(bào)合格6場(chǎng)，不合格3場(chǎng);綜合預(yù)報(bào)合格率77.8%。模型檢驗(yàn)場(chǎng)次洪水預(yù)報(bào)精度詳見表4。

5 預(yù)報(bào)方案等級(jí)評(píng)定

根據(jù)GB/T 22482-2008《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》，預(yù)報(bào)方案精度等級(jí)由確定性系數(shù)和合格率兩個(gè)指標(biāo)評(píng)定[5]。東營(yíng)水文站新安江三水源模型方案參數(shù)率定和模型檢驗(yàn)的確定性系數(shù)分別為0.748和0.827，9場(chǎng)大、中、小型場(chǎng)次洪水綜合預(yù)報(bào)合格率分別為74.1%和77.8%，兩個(gè)指標(biāo)均達(dá)到乙級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)報(bào)精度等級(jí)見表5。東營(yíng)站新安江三水源模型方案精度評(píng)定為乙級(jí)，可用于發(fā)布預(yù)報(bào)。

6 結(jié) 語

通過對(duì)預(yù)報(bào)方案的確定性系數(shù)和合格率兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，東營(yíng)水文站新安江三水源模型方案精度評(píng)定為乙級(jí)，可用于發(fā)布預(yù)報(bào)。東營(yíng)水文站洪水預(yù)警預(yù)報(bào)方案的編制，提升了該地中小河流水文預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)能力和水平，有助于本地中小河流防洪減災(zāi)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王佩蘭. 三水源新安江模型的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)[J]. 水文，1982，34（5）：12-18.

[2] 長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局. 水文情報(bào)預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)[M].? 北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.

[3] 劉志雨. 山洪預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 中國(guó)防汛抗旱，2012，22（2）：41-50.

[4] 趙人俊. 流域匯流的計(jì)算方法[J]. 水利學(xué)報(bào)，1962，39（19）：209-211.

[5] GB/T 22482-2008 水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范[S].

（編輯：李曉濛）