不同時(shí)段降雨輸入對(duì)區(qū)域洪水預(yù)報(bào)精度的影響探討

王海龍

（遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115003）

洪水預(yù)報(bào)主要輸入項(xiàng)是時(shí)段降水量，不同時(shí)段降雨輸入對(duì)于洪水預(yù)報(bào)精度影響不同，有一些研究成果[1～5]認(rèn)為降雨時(shí)段越短，其對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度影響程度越大。也有一些研究成果[6～12]認(rèn)為降雨輸入時(shí)段對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度影響可通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整模型預(yù)報(bào)參數(shù)來(lái)降低。這些研究成果研究出發(fā)角度不同，使得其研究結(jié)果有所差異。為提高區(qū)域洪水預(yù)報(bào)精度，需要對(duì)其降水輸入時(shí)段進(jìn)行研究，從而為制定較為成熟的洪水預(yù)報(bào)方案提供重要的支撐。大凌河流域?qū)儆谶|西西部第一大河流，流域夏季暴雨洪水較多，為提高大凌河流域洪水預(yù)報(bào)精度，本文從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型參數(shù)角度出發(fā)，定量分析3 h、6 h、9 h 三個(gè)時(shí)段降雨輸入對(duì)區(qū)域洪水預(yù)報(bào)精度的影響。研究成果對(duì)于制定大凌河流域洪水預(yù)報(bào)方案具有重要參考價(jià)值。

1 研究方法

本文以在遼西地區(qū)應(yīng)用較好的垂向混合產(chǎn)流模型作為區(qū)域洪水預(yù)報(bào)模型，從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型參數(shù)角度出發(fā)，定量分析3 h、6 h、9 h三個(gè)時(shí)段降雨輸入對(duì)區(qū)域洪水預(yù)報(bào)精度的影響。靜態(tài)參數(shù)是指采樣同一組新安江模型參數(shù)，改變降雨輸入數(shù)段，分析不同降雨輸入時(shí)段下的洪峰和洪量的影響程度。動(dòng)態(tài)參數(shù)是指在改變降雨輸入時(shí)段的同時(shí)，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使得預(yù)報(bào)值和實(shí)測(cè)值盡量吻合，從而分析不同降雨輸入時(shí)段對(duì)垂向混合產(chǎn)流模型在大凌河流域洪水預(yù)報(bào)精度的影響程度。

2 不同降雨時(shí)段對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度影響分析

2.1 大凌河流域概況

本文以遼西第一大河流大凌河流域作為研究區(qū)域，大凌河流域總的集水面積為2.35萬(wàn)km2，流域多年平均降水量為600 mm 左右，屬于典型的干旱半干旱區(qū)域，降水主要集中在夏季，夏季暴雨時(shí)段較為集中，一般場(chǎng)次暴雨洪水從起漲到下落歷時(shí)不超過(guò)24 h，屬于典型的陡漲陡落型洪水。流域暴雨時(shí)段較多，暴雨主要集中在12 h內(nèi)，最大1 h暴雨量在100 mm 左右。本文以該典型流域?yàn)檠芯繉?shí)例，分別結(jié)合動(dòng)態(tài)和靜態(tài)水文模型參數(shù)，定量探討不同降雨輸入時(shí)段對(duì)垂向混合產(chǎn)流模型的影響。

2.2 同一組參數(shù)下不同降雨輸入時(shí)段洪水預(yù)報(bào)精度分析

選取的大凌河流域6 場(chǎng)典型流域洪水?dāng)?shù)據(jù)，對(duì)同一組參數(shù)下3 h、6 h、9 h 三個(gè)降雨輸入時(shí)段洪水預(yù)報(bào)精度進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1 可看出，在同一組垂向混合產(chǎn)流模型參數(shù)下各典型流域不同時(shí)段降雨輸入對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度影響具有一定的規(guī)律型，即表現(xiàn)為降雨時(shí)段越短，其洪水預(yù)報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)越高，精度越好，這主要是隨著降雨輸入時(shí)段的遞增，降雨隨著時(shí)間有所均化，而受到降水均化影響，洪水預(yù)報(bào)精度有所降低。因此在編制大凌河流域洪水預(yù)報(bào)方案時(shí)，應(yīng)該盡量縮短降雨輸入時(shí)段，從而提高洪水預(yù)報(bào)的精度。

表1 大凌河6場(chǎng)典型流域洪水同一組參數(shù)下不同降雨輸入時(shí)段洪水預(yù)報(bào)精度分析結(jié)果

2.3 不同參數(shù)組合下不同降雨輸入時(shí)段洪水預(yù)報(bào)精度分析

在同一組垂向混合產(chǎn)流模型參數(shù)下對(duì)不同時(shí)段降雨輸入對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度影響分析的基礎(chǔ)上，分別對(duì)3 h、6 h、9 h 三個(gè)時(shí)段降雨輸入下對(duì)應(yīng)的垂向混合產(chǎn)流模型參數(shù)進(jìn)行設(shè)置（見(jiàn)表2），同樣結(jié)合上節(jié)大凌河流域6場(chǎng)典型流域洪水?dāng)?shù)據(jù)對(duì)不同參數(shù)組合下3 h、6 h、9 h 三個(gè)降雨輸入時(shí)段洪水預(yù)報(bào)精度進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 不同降雨輸入時(shí)段對(duì)應(yīng)的垂向混合產(chǎn)流模型參數(shù)值

由表3 可以看出，各典型流域不同參數(shù)組合下的降雨輸入時(shí)段對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度動(dòng)態(tài)影響具有一定的規(guī)律，和同一組靜態(tài)參數(shù)存在明顯的差異度，即降雨輸入時(shí)段對(duì)其洪水預(yù)報(bào)精度影響度減弱較為明顯，這主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行模型參數(shù)組合時(shí)，其對(duì)洪水預(yù)報(bào)值和實(shí)測(cè)值盡量吻合，因此通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整垂向混合產(chǎn)流模型的參數(shù)，降低了不同降雨輸入時(shí)段對(duì)模型洪水預(yù)報(bào)精度的影響，因此不同降雨輸入時(shí)段對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度影響差異度較小。而在編制洪水預(yù)報(bào)方案時(shí)，對(duì)方案中的洪水預(yù)報(bào)模型參數(shù)較為固定，即為靜態(tài)參數(shù)，因此在洪水預(yù)報(bào)時(shí)，可盡量縮短降雨輸入時(shí)段，提高洪水預(yù)報(bào)的精度。

表3 大凌河6場(chǎng)典型流域洪水不同參數(shù)組合下不同降雨輸入時(shí)段洪水預(yù)報(bào)精度分析結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

降雨時(shí)段越短，其洪水預(yù)報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)越高，精度越好，這主要是隨著降雨輸入時(shí)段的遞增，降雨隨著時(shí)間有所均化，而受到降水均化影響，洪水預(yù)報(bào)精度有所降低。因此在編制大凌河流域洪水預(yù)報(bào)方案時(shí)，應(yīng)該盡量縮短降雨輸入時(shí)段，從而提高洪水預(yù)報(bào)的精度。