降雨徑流預報瞬時單位線推求分析

【摘要】降雨-徑流型洪水預報目前普遍適用于中小流域，該預報方法主要是利用降雨徑流匯流單位線法來預報流域出口斷面洪水過程，是目前常用的較成熟預報方法之一。該方法依據歷史洪水數據分析，總結歸納出各種類型的洪水單位線，鑒于目前存在的多種推求流域匯流單位線的方法，針對某次歷史洪水并非所有方法都可以求出單位線，本文以瞬時單位線法為例，對實例洪水進行單位線推求分析，求得單位線滿足使用條件，并對推求方法和注意事項提出了建議。中小流域洪水預報方法較多，本文僅對瞬時單位線推求作了簡要論述，重點針對實踐環節，文中結論僅供參考。

【關鍵詞】降雨徑流型洪水預報；河網匯流；瞬時單位過程線；徑流過程；凈雨量

1、流域匯流單位線法洪水預報簡介

水文預報常用的方法有上下游相應水位（流量）法和降雨徑流預報法。降雨徑流預報法主要應用在流域預報斷面上游無控制站，只能依靠上游降雨來預報斷面洪水過程。這類預報步驟有產流和匯流兩部分，產流指分析降雨在經過蒸發、下滲、截留損失后有多少凈雨能夠形成徑流并進入河網；匯流指由降雨形成的徑流在斷面形成何種徑流過程，該過程主要由徑流歷時、各時段流量和洪峰流量來表示。產流分析由事先根據各場次歷史洪水計算的降雨和相應徑流深相關點據圖查得。匯流分析則需要利用流域匯流單位線來完成。

2、流域匯流單位線簡介

我們將一次降雨過程形成的洪水按時間-流量關系畫在圖上，該線稱為洪水過程線，只是該過程線由不同量級降雨形成。為了方便應用，將規定量級降雨（10mm單位）形成的徑流過程線稱為匯流單位線。單位線指標有峰值、洪峰滯時（指降雨歷時中間點至洪峰的時距）、徑流總歷時、降雨（徑流）時段。單位線時段取決于降雨資料時段，根據資料觀測精度一般有6、12、24h等。應用單位線預報洪水時將實際降雨按與10mm凈雨的倍比來計算徑流過程。

3、瞬時單位線推求方法介紹

瞬時單位線洪水時段都是瞬時的，可以轉換為任意時段，其對降雨時段沒有要求，實用性強，主要參數為反應流域調節能力的n、k。計算公式為，實際應用時由實例洪水通過矩法算出。

4、實例應用分析

選擇2013年依吉密河北關站一次洪水過程，測站集水面積F=939km2，計算時段△t=24h，計算結果U1/=165.7；U2=4474.4；n=6.14；k=27，分析計算過程見表1，利用n、k值即可推求瞬時流域匯流單位線，S（t）值由專用表查出，應用時單位線時段和降雨摘錄時段必須一致。

5、結語

由表中可見，推求單位線徑修勻后各時段流量合計約等于1.0，說明該單位線滿足使用要求。利用瞬時單位線時必須將其轉換為10mm凈雨單位才可使用，理論上每一次洪水過程均可以推求出瞬時單位線，其精度取決于降雨過程的劃分和流量資料摘取時段及徑流分割的準確性。該方法使用條件低，但準確度不一定高于其他經驗方法。瞬時單位線可利用s（t）曲線表，可任意轉換時段，轉換后概化程度高，精度也隨之降低，僅適用簡易降雨徑流預報。

流域匯流單位線推求在很大程度上受雨洪資料精度和實際洪水過程限制，單一的理論條件下的雨洪過程實際很少出現，因此任何單位線都有使用局限性，實際工作建議及時分析總結單位線精度變化，并對其進行補充修正處理。

參考文獻：

[1]鄧先俊.陸地水文學[M].北京：水利電力出版社，1984.

[2]李慧瓏.水文預報[M].北京：水利電力出版社，1979.

[3]宋少忠.Excel公式、函數和圖表應用與實例分析[M].北京：中國水利水電出版社，2008.