云南省明光河東營水文站洪水預警預報方案分析

劉楚文

摘要：近年來，云南省因強降雨引發的洪水災害時有發生，暴露了高原山區中小河流預警預報的突出問題和薄弱環節。采用中國洪水預報系統，構建了東營水文站新安江三水源模型，并對其進行了參數率定，編制了東營水文站洪水預警預報方案。洪水預報精度測定結果表明：東營水文站新安江三水源模型方案精度評定為乙級，可用于發布預報。該方案提升了該地中小河流水文預警預報服務能力和水平，為中小河流防洪減災提供幫助。

關鍵詞：洪水預警預報;方案編制;東營水文站;明光河;云南省

中圖法分類號：P338 文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.03.001

文章編號：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，發源于云南省騰沖縣高黎貢山西側中緬交界一帶，主流源于騰沖縣明光鄉北部的河頭山（河源海拔2 520 m），進入明光壩、固東壩稱明光河，徑流面積1 831.7 km2，年平均產水量24.996 6億m3。

2 站網分布及水文資料

東營水文站是國家基本水文站、明光河流域干流控制站，地理坐標為東經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。東營水文站以上流域內設有一座地盤關雨量站，該站由云南省水文水資源局保山分局于1958年設立，歷史系列資料中雨量資料多為人工委托觀測，大部分僅為日降雨量。2012～2013 年依托云南省中小河流建設項目，該雨量站改建為自動測報雨量站點，由保山分局負責觀測和資料整編。

3? ?預報模型及參數優選方法

本次流域斷面洪水預報方案采用中國洪水預報系統編制。方案編制過程中，水文模型使用新安江模型中的 SMS_3三水源蓄滿產流模型、LAG_3 三水源滯后演算匯流模型[1]。參數優選方法選用中國洪水預報系統提供的 Simplex 方法和rosenbrock 方法[2]。

4 預報方案

4.1 方案構建

使用中國洪水預報系統構建東營水文站預報斷面洪水預報方案。中國洪水預報系統進行模型率定建立預報方案，需要使用水文站、雨量站具有較高同步系列的資料[3]。東營水文站斷面洪水預報方案有1個區間匯流。區間產流計算所用雨量站有東營、地盤關2站。方案計算時段為 1 h，采用 2017 年綜合水位流量線轉換成河道水位，方案輸出為東營時段水位流量過程。方案蒸發資料采用東營水文站多年蒸發資料。

4.2 方案模型

產流模型方法采用新安江三水源蓄滿產流（SMS_3），區間雨量權重計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]。

模型調試選取2013～2018年歷史資料計算水量平衡為0.000，蒸散發折算系數K=1.198;選取2013，2015，2016，2017，2018年共計5 a歷史資料，9場次大、中、小型洪水率定參數;選取2019年歷史資料9場次大、中、小型洪水進行模型檢驗。優化率定方法采用單純形法。

各目標函數統計見表1。產流模型和匯流模型參數及其區間見表2和表3。

4.3 方案精度

按照GB/T 22482-2008《水文情報預報規范》[5]，降雨徑流預報以實測洪峰流量的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;峰現時間以預報時間至實測洪峰出現時間之間時距的30%作為許可誤差，當許可誤差小于3 h或1個計算時段長，則以3 h或1個計算時段長為許可誤差;當1個預報方案包含多個預報項目時，預報方案的合格率為各預報項目合格率的算術平均值[5]。

通過對率定期的9場大、中、小型洪水進行精度統計，預報洪峰流量合格場次7場，不合格2場;峰現時間合格7場，不合格2場;洪量預報合格6場，不合格3場;綜合預報合格率74.1%。率定期場次洪水預報精度詳見表3。

通過對模型檢驗的9場大、中、小型洪水進行精度統計，預報洪峰流量合格場次6場，不合格3場;峰現時間合格9場，不合格0場;洪量預報合格6場，不合格3場;綜合預報合格率77.8%。模型檢驗場次洪水預報精度詳見表4。

5 預報方案等級評定

根據GB/T 22482-2008《水文情報預報規范》，預報方案精度等級由確定性系數和合格率兩個指標評定[5]。東營水文站新安江三水源模型方案參數率定和模型檢驗的確定性系數分別為0.748和0.827，9場大、中、小型場次洪水綜合預報合格率分別為74.1%和77.8%，兩個指標均達到乙級精度標準，預報精度等級見表5。東營站新安江三水源模型方案精度評定為乙級，可用于發布預報。

6 結 語

通過對預報方案的確定性系數和合格率兩個指標進行測定，東營水文站新安江三水源模型方案精度評定為乙級，可用于發布預報。東營水文站洪水預警預報方案的編制，提升了該地中小河流水文預警預報服務能力和水平，有助于本地中小河流防洪減災工作。

參考文獻：

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

[2] 長江水利委員會水文局. 水文情報預報技術手冊[M].? 北京：中國水利水電出版社，2010.

[3] 劉志雨. 山洪預警預報技術研究與應用[J]. 中國防汛抗旱，2012，22（2）：41-50.

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

[5] GB/T 22482-2008 水文情報預報規范[S].

（編輯：李曉濛）