漲率分析法在鳳山水文站洪水預警預報中的應用

莫桂蘭

（河池水文中心，廣西 河池 547000）

1 鳳山水文站流域概況

鳳山縣地處廣西壯族自治區西北部，河池市的西部，屬云貴高原南緣，處于一個由高原向“準平原”過渡又復而隆起的斜坡地帶，地勢大致呈西北向東南和東北傾斜。鳳山水文站為盤陽河上游干流控制站，斷面以上集水面積370 km2，屬省級重點報汛站，河流平均坡度2.98‰，流域內有上林、若里、老里、久文、巴作、喬音、拉當等7個雨量站。

盤陽河是珠江水系西江干流紅水河段支流。盤陽河有兩源，一源發自鳳山縣林峒鄉文里界上坡腳；另一源發自天峨縣更新鄉當里村拉黑屯，河流流經鳳山縣、巴馬縣、大化縣，在大化縣乙圩鄉匯入紅水河干流巖灘水庫。

2 漲率分析法

2.1 基本原理

流域降雨在出口斷面形成的洪水過程有其內在的變化規律。漲水段可分為兩部分，一部分為漲水起漲點至漲水段水位過程拐點，第二部分為從拐點至洪峰。前者是漲率由零逐漸增大的過程，后者相反，即由最大逐漸減小的過程（洪峰處漲率為零）。

水位過程線可概化表示為二次拋物線的數學模型，對其求導后即可得線性的漲率關系。通過實測水位過程，用電子表格畫出漲率遞減的線性方程式，推求出洪峰水位及其出現時間。洪水過程與洪水漲率的數學關系如圖1所示。

圖1 洪水過程與洪水漲率的數學關系圖

2.2 計算方法

（1）當最大漲率出現后，根據3 h的漲率推求其線性關系。

（2）預測漲率=0（即洪峰）的時間。

（3）再統計從預報時間后的漲率累計值，則預測洪峰水位值=預報時的相應水位+漲率累計值。

3 應用實例

以鳳山水文站2017年6月12日的洪水為例介紹漲率法的實際應用。鳳山水文站2017年6月12日8：00出現最大漲率0.42 m/h，其后2 h的漲率分別為0.37 m/h、0.3 m/h。將這3個小時漲率用電子表格作出線性關系式，漲率過程線為k（t）=-0.06t+0.4 233，見圖2。當k（t）=0時，t=7 h，即最大漲率過后7 h出現洪峰水位。鳳山水文站2017年6月12日洪水過程統計表見表1，漲率法推求洪峰成果見表2。

圖2 漲率線性關系式

表1 鳳山水文站2017年6月12日洪水過程統計表

表2 漲率法推求洪峰成果表

根據《水情情報預報規范》（GB/T22482-2008）規定，取預見期內水位實測變幅的20%作為許可誤差。峰現時間預報許可誤差是以預報根據時間至實測洪峰出現時間之間時距的30%計算，當許可誤差小于3 h或一個計算時段長時，則以3 h或一個時段長作為許可誤差。本次洪水于6月12日8時發布藍色預警，預報峰現時間約7 h，實際峰現時間為5.83 h，預報誤差1.17 h，許可誤差3 h，因此預報峰現時間結果合格；預報水位475.02 m，實際洪峰值475.16 m，預報誤差0.14 m，許可誤差0.148 m，因此預報水位結果合格。

4 結語

漲率分析法適用于鳳山水文站的洪水過程，且漲率出現最大值后2 h 逐漸遞減的場次，在使用過程中應結合多元回歸方程法分析出洪水是否達到發布預警標準，提前發布預警信息。洪水作業預報時，結合流域內暴雨中心、雨強、前期土壤含水量等因素考慮峰現時間，洪水過程時間較短的場次，不適用本方案，為保證預警預報的時效性，不能等到2 h 漲率出現后再預報，建議使用中小河流預警平臺漲率過程線推求的方法預報。