渭河干支流暴雨洪水預警預報體系研究

雷文青

（陜西省江河水庫管理局 陜西 西安 710018）

歷史上渭河多次發生大洪水，從1401年至2010年，渭河流域發生洪水災害就達234年，平均2.6年一次，是典型的洪水災害多發區。建國以來，累計受災面積1800萬畝次，累計受災人口3000萬人次，死亡人口978人，直接經濟損失超過350億元。為有效防御渭河洪水災害，最大限度減輕洪水災害損失，特對省內渭河干支流暴雨洪水預警預報體系進行研究。

1 水雨情監測預報體系現狀

1.1 水雨情監測站網分布現狀

目前，渭河干支流已建基本水文站40處、水位站8處、雨量站350處左右。主要監測水位、流量、含沙量、輸沙率、降雨量等。在干流寶雞峽水庫以下，設有5處水文站、8處水位站，在較大支流千河、清姜河、石頭河、湯峪河、黑河、漆水河、澇河、灃河、灞河、羅敷河、石川河、涇河、北洛河設有水文站，南岸支流較多，北岸相對較少，較小支流沒有控制水文站，設少量雨量站。

1.2 水雨情遙測站網建設情況

上世紀九十年代后期我省先后在渭河下游的“二華”南山支流建立了39處遙測雨量站，在涇、洛、渭建立了9處遙測水位站。進入本世紀以來，水雨情遙測系統的作用更加顯現，隨后省、市投資先后設立水雨情遙測站150多處。

2 水雨情監測預報存在的主要問題

2.1 現有洪水預警預報的手段還比較落后，預見期不足

渭河主要支流及干流，預報方法為傳統降雨徑流法、統計相關法、河道演算法等，新的分布式水文模型還未開展專項研究和開發。降雨預報到徑流預報方案還很不完整，預報的預見期還有待進一步提高。

2.2 現有的預報方案還難易有效控制渭河南山支流范圍

現有的預報方案為重要干支流主要斷面的洪峰流量、峰現時間的預報。而新時期新的治理措施無論從預報范圍，還是預報目標、標準，對預報工作提出了更新更高的要求。預報的控制范圍還需要進一步擴大，預報的方式、方法還需要更新。渭河“11·9”洪水，部分支流來水不清，造成預報數值系統偏小，可以說明現有的預報方案還難以有效控制渭河南山支流范圍。

2.3 天氣預報、洪水預報的精度還有待進一步提高

從近年來渭河“03·8”、“05·10”洪水到渭河“11·9”洪水來看，降雨范圍預報準確性較高，雨量預報整體上有較大的差值；洪水預報，特別是支流預報準確度較低。

2.4 中小型水庫、生態景觀工程信息不能滿足洪水預報的需要

目前除大型水庫報訊外，中小型水庫下泄情況無信息來源，加之近年來支流、干流生態景觀工程橡膠壩的建設，大洪水時的無緒下泄，使預報工作開展更是難上加難。

2.5 水雨情監測站點少、分布不合理，系統整合刻不容緩

從渭河流域整體情況看，流域面積大于100平方公里的河流有30多條，大于10平方公里的河流有1254條，其中渭河干流南山有支流498條；涇河175條；北洛河581條。按照重要程度渭河南山支流最為重要，但就雨量站一條河也達不到一個站，控制水文站更少。由于多家管理，信息相對分散，不便于查詢應用，系統整合刻不容緩。

3 洪水預報模型應用探討

3.1 新安江-陜北模型

渭河干流右岸南山支流多，且地處秦嶺北麓，秦嶺山脈是我國南北氣候的分界線，南北分界線兩側氣候十分相似，氣候比較濕潤；左岸支流地處南北氣候的過渡區域，為干旱及半濕潤地區；針對渭河流域的產流特點，新安江-陜北模型的產流模式與渭河一致。因此可研究用該模型進行渭河干支流的降雨徑流預報。

3.2 中國預報平臺、分布式水文模型的應用

中國預報平臺適用范圍大、應用程度廣，預報精度高，對小流域大流域均適用，其要求就是要有較大的數據庫支持、較大的參變量調整計算等。

分布式水文模型解決了由于降雨時空分布和下墊面的不均勻性，同時利用數字高程模型，配合各種監測技術，在每一個網格點上進行產匯流計算，得出流域出口斷面流量過程。經在國內多條河流試點，效果不錯，建議在渭河流域開展以上模型的應用研究。

4 對渭河洪水預報工作及信息來源的思考

目前石頭河、黑河、千河、漆水河有水庫下泄水情信息，其他支流信息較少，結合現狀分析認為，目前急需修訂完善渭河干流與支流預報方案：即清水河降雨徑流預報方案；湯峪河入渭口以上流域降雨徑流預報方案；霸王河、西沙河、東沙河降雨徑流預報方案；魏家堡站以上干支流預報方案；咸陽站以上干支流預報方案；臨潼站以上干支流預報方案；華縣站以上干支流預報方案；涇河景村、張家山、桃園站干流預報方案；北洛河交口、狀頭、南榮華站干流預報方案。方案可采用統計相關法、馬斯京根法、新安江-陜北模型、中國預報平臺、分布式水文模型等方法進行編制。同時應盡快建立金陵河、霸王河、西沙河、東沙河等河流入渭口水雨情自動監測站，以實現信息的及時獲取。

5 對暴雨洪水預警體系的總體設想

目前渭河流域的防洪預警已經成為我省防洪減災工作中的突出問題,已引起了各級領導的廣泛關注和重視。南山支流防洪預警體系還很不完善,針對防洪預警體系的現狀,為了進一步延長預警的預見期,增加預警預報的可操作性,特提出利用數據庫技術、網絡技術，建立降雨預報、水雨情監測、水文分析及預警的預警預報體系構成。

5.1 降雨預報綜合分析子系統

渭河流域包括渭河干流水系、南山支流水系、北岸涇河北洛河水系等，要延長預警預報的預見期，就必須解決洪水來源區的降雨問題。目前氣象預報技術還不夠成熟,天氣預報的尺度范圍又較大,小尺度定量的天氣預報又難以實現。降雨預報綜合分析子系統就是利用計算機網絡、地理信息系統,接收靜態氣象衛星、多普勒雷達等氣象預報資料信息進行綜合分析,包括云圖的接收、發布、瀏覽、云圖移動方向、雨量定點定量預測、降水趨勢及水量估算等功能。最后把分析預測得到的信息以地理方位點方式及該點云圖分析成果實時存入到系統數據庫中,作為預警預報體系氣象預測雨量信息數據源。

5.2 水情、雨情自動監測子系統

目前渭河流域水雨情自動采集系統建設還相對落后，特別是山區深處,水雨情采集、通信設備安裝困難，站點少，加之站點分布不均,導致小流域的水情信息缺少。如霸王河、東沙河、西沙河、湯峪河、清水河、金陵河等水雨情監測就不完善，水雨情信息嚴重不足，嚴重影響預測預報工作的正常開展。隨著渭河中小流域治理工程的啟動實施，水雨情監測站點少，分布不均的現象將得到大大改善,這將大大提高我們對暴雨洪水的實時掌控能力,為預警體系建立奠定了基礎，提供了強有力的水雨情信息數據支撐。

5.3 水文分析及預警發布子系統

水文分析及預警發布子系統作為渭河流域預警預報體系中最為關鍵的部分,目前，降雨預報、降雨監測、水情監測還沒有進行整合,僅解決了暴雨的預警問題,洪水預警、山洪災害預警還在初級階段，對于預警的實質性問題水文分析部分還有待進一步完善。因此渭河干支流預警體系建立應充分考慮流域洪水的成因,現有的成熟技術、經驗和水文分析成果,以達到及時發布預警的目的。

5.3.1 網格化的預警管理系統

預警區域預警標準可以根據轄區內自然地理分布狀況、保護的對象來確定,即把遙測雨量站控制區域與預警區域面積進行疊加,當站點雨量達到預警標準時,計算機將以不同方式實現預警。

5.3.2 水文預報模型的應用推廣

目前水文預報模型種類較多，渭河流域適用那一類型我們前面也作了簡要探討，還需要我們作大量的研究工作。預警預報體系就是應用水文預報模型技術,通過計算機對實測水雨情信息數據分析、計算，計算流域下墊面土壤含水率、面雨量、形成的水量過程等，并將其成果存到數據庫中，進行綜合分析，以提取最終預報成果。模型種類較多，推廣應用必須根據本流域的情況而定。

5.3.3 降雨成果的分析確定利用

將實測水雨情數據與降雨預測成果進行定性或定量的分析,考慮本流域內現狀的蓄水能力,以進一步分析確定流域防洪預警體系的防御等級、標準、范圍等。

6 結論與建議

（1）渭河干支流暴雨防洪預警預報體系建設，是維護沿渭兩岸人民生命財產安全及國民經濟建設發展的需要。

渭河灌溉著兩岸1400多萬畝良田，養育著我省64%的人口，集中著我省65%的生產總值，是我省經濟社會發展的核心區域。同時渭河又是一條河情復雜的河流。其防汛工作事關全省發展大局，始終是省委省政府關心關注的重點，是沿渭各級政府的心腹之患，防洪問題依然十分突出。因此，進一步加大對渭河干支流暴雨防洪預警預報體系建設意義重大。

（2）完善渭河干支流水雨情自動監測體系建設已刻不容緩，實現全流域的水、雨情信息共享。

針對目前渭河洪水預警監測存在的諸多問題，建議：一是按照輕重緩急的原則，先期有重點的解決渭河臨潼以上支流降雨站點控制不足、較大支流峪口、中小水庫、干支流生態景觀工程運行無信息來源的問題，實現渭河洪水來源區、渭河干支流重要控制站水雨情自動傳輸。二是按照防汛工作需求整合系統，即在現有各單位系統的基礎上利用高科技手段實現全河段的信息一體化及信息共享。

（3）應用新技術進一步提升渭河防洪預警預報的能力和水平。

近年來渭河干支流應用的洪水預報模型在防汛中發揮了一定的要作用，具有一定的針對性和實用性。但預報方法為傳統降雨徑流模型和河道演算模型，先進的水文預報模型還沒有進入現代化的預警預報體系，建議上級領導能夠加大非工程項目投資力度，著力開展防洪預警預報體系建設。

（4）建議推廣分布式水文模型、中國預報平臺模型、美國水文環境中心MTE水文模型應用。

以上模型是近年來國內外專家開發的先進水文模型，適用范圍大、應用程度廣，預報精度高，對小流域大流域均適用，建議在渭河流域推廣應用，提高洪水預報的預見期及精度。陜西水利