下孤山站洪水預報的實際應用

□（平頂山水文水資源勘測局）

下孤山站洪水預報的實際應用

□宋伯琦（平頂山水文水資源勘測局）

通過對下孤山水文站實際情況的具體介紹，說明了下孤山水文站洪水預報的基本內容和方法，讓讀者了解本站洪水預報的實際情況和特點，是下游水庫站的“先頭兵”，為水庫的科學調度爭取時間和收集第一手可靠的水情資料，有效緩解了下游的防汛壓力。同時做為全國的中央報汛站，從地理位置上闡明了本站在水文預報中的重要性，特別是水情分中心建立后，遙測雨量點的安裝、中小河流水文監測系統的應用，對日常實際工作中，雨量、水位的監測起到了極大的便捷作用，新科技、新設備的普及有力支持了水文工作的展開和進行。

下孤山站；水文預報；城市內澇；時段凈雨

1 流域自然地理特征

下孤山站位于沙河支流蕩澤河上，控制流域面積354 km2，流域位于秦嶺—昆侖緯向構造帶的東段，巖性屬伏牛山花崗巖，小斷層眾多，地下含水層厚，山間屢有清泉出露，地下水豐厚，無溶洞，流域內落葉闊葉林分布較廣，樹種以華松、油松樹、核桃樹、板栗樹為主，植被覆蓋率在90%左右。沙河位于北半球中緯度地帶，為大陸性季風氣候區，由于處于北半球的中緯度高空西風帶，冷暖氣團交綏頻繁，常形成局部性或大面積的暴雨。多年平均降水量800 mm，其中2/3集中在汛期；該流域源短流急一旦山洪暴發，迅猛下泄進入昭平臺水庫，預見期短，突發性強，洪峰陡漲陡落，測流困難。測流斷面寬374 m，測流河段順直，河底坡度大，由砂卵石組成，沖淤嚴重，左右岸均有串溝，中低水均有分流產生，高水時左岸有漫灘現象。

2 水利工程情況及測站情況

下孤山站1961年8月由河南省水利廳設立下孤山水文站。1985年由水文水資源總站、1997年由水文水資源局連續領導觀測至今。下孤山流域內有報汛雨量站2個，分別是瓦屋和下孤山；另外有3個非報汛雨量站是背孜、土門、井河口。本站位于沙河上游左側支流蕩澤河上，屬于瓦屋鄉下孤山村，距魯山縣城30 km，1961年8月設立，處于外方山山地；上游植被較差，產匯流時間短；低水時采用流速儀測流，中高水采用浮標或比降-面積法。該站為昭平臺水庫入庫站，距水庫22 km。

3 年度環境

2016年是不尋常的一年，受超強厄爾尼諾現象和臺風的雙重影響，河南省局部也暴發了多年不遇的大洪水，安陽、新鄉累計降雨達500 mm以上，城市內澇嚴重，關鍵時刻水文預報的準確性和正確的科學調度直接關系到人民的財產和生命安全，這是防汛任務嚴峻的一年，同時也是寶貴的一年，為水文行業提供了許多寶貴的數據。

4 預報內容

水文預報是根據水文現象的動態規律，利用實測水文、氣象資料預報水文現象未來情況的水文科學，是應用水文學的一個重要組成部分。水文預報對防洪、抗旱及水利工程的管理、調度都起關鍵作用。水文預報按其預報項目可分為徑流預報、冰情預報、沙情預報及水質預報，這里主要以下孤山站介紹徑流洪水預報。

5 具體預報方法

5.1 計算前期影響雨量

由于前期影響雨量的計算數據較多，列表不便，這里只做文字說明。首先由2016年7月6日的首場降雨開始，計算出5個站點的平均面雨量，再由前一日的面雨量和前期影響雨量相加，乘折減系數K=0.84得當日影響雨量，依次類推到7月18日Pa=15.30即可。

5.2 推求面雨量算出前期影響雨量后，再求得5個站點的平均面雨量（見表1）。

表1 降雨時段的平均面雨量表

5.3 推求時段凈雨

由P+Pa查降雨徑流關系圖得出累計凈雨，進而算出時段凈雨（見表2）。

表2 下孤山站20160719次洪水凈雨計算表

5.4 產流計算

最后由不同的單位線進行推流，這里選用1 h單位線（見表3）。

表3 1h單位線推流

6 預報成果

6.1 實際作業對比

從表中可以看出洪峰流量為753，時間出現在2016年7月19日的1點鐘，實際測流洪峰流量為750，時間出現在7月19日的0時40分，預報成果相當準確。

預報方法：產流采用降雨徑流相關計算，匯流采用單位線計算。預報計算過程：首先由時段降雨推出時段凈雨，然后根據凈雨和前期影響雨量查出徑流深，最后由不同時段的單位線進行匯流計算。

6.2 綜合分析

下孤山站以上由于是一個閉合流域，流域內無大型的水利工程，單位線推流效果不錯，預報時用5個站進行面平均雨量的計算，在降雨均勻時代表性很好，預報準確及時的應用，不僅有力支持了本站的防汛工作，更為下游的昭平臺水文站贏取了充分的準備時間。新技術、新設備的應用，智能化的普及也為雨量、水位的觀測提供了極大便捷，及時有效對城市內澇、山體滑坡做出預警和措施，相信在不久的將來，自動一體化將為水文行業提供強有力的科技支撐，成為不可或缺的一部分。

7 科學調度

下孤山水文站是昭平臺水庫的重要入庫站，在每年的防汛任務中發揮著至關重要的作用，準確快速掌握水情資料并及時作出預報對防汛決策起到重大的作用，特別是利用照平臺、白龜山2個梯級水庫，聯合調度，適時錯峰，大澇期間對緩解下游防汛壓力起到了關鍵的作用，保障了人民的生命財產安全，減少了經濟損失。

（編輯：韋詩佳）

表1 不同洪水技術處理方法設計結果對比表

目前，受到技術條件限制以及實測資料有限等因素的影響，針對梯級水庫下游斷面設計洪水真值的計算尚有一定的不確定性。主要方法仍然是通過對上游區域各個區間洪水地區組成的擬定，相互印證并間接計算。按照以上方法進行計算可見：在梯級水庫調蓄后，斷面洪峰設計值明顯降低，與其他方法計算所得結果無明顯差異，證實結果具有可靠性。

4 結語

在水庫工程設計中，設計人員必須充分遵循水庫工程所處流域的水文特點與地質條件，綜合應用數學算法為洪水技術處理方法的設計提供指導，以有效應對洪水災害，避免對人類生命、財產安全造成影響，進而達到提高水庫工程整體運行效能的目的。

［1］周如瑞，盧迪，王本德等.基于貝葉斯定理與洪水預報誤差抬高水庫汛限水位的風險分析［J］.農業工程學報，2016，（3）：135-141.

［2］李曉紅.水庫除險加固工程效益分析［J］.現代農業，2012，（4）：77-77.

收稿日期：2016-11-14

（編輯：左英勇）

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2016-11-16