遼寧省主要流域模擬洪水預報方法研究

崔 巍

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114031)

遼寧省主要流域模擬洪水預報方法研究

崔 巍

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114031)

遼寧省的防汛工作重點在水庫，難點在河道，所以必須將水庫防洪與河道防洪緊密結(jié)合起來，實現(xiàn)流域聯(lián)合防汛調(diào)度。其次是加強流域洪水的預判，在暴雨洪水來臨之前，結(jié)合水庫群、下游河道、水庫與河道之間、河道與河道之間等防洪工程體系作用及防洪能力，研究出河道和水庫聯(lián)合模擬預報調(diào)度的方法，為流域防洪決策提供參考依據(jù)。

流域；模擬洪水；防洪工程；預報調(diào)度

1 概 述

遼寧省河流眾多，洪水災害給經(jīng)濟社會帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，嚴重妨礙社會發(fā)展。遼河、渾河、太子河、大遼河、大凌河、小凌河、鴨綠江流域等七大水系從源頭到入海口區(qū)間流域河流控制節(jié)點，構(gòu)建成“以流域為單元、以干流為主線、以水庫和河道水文站為控制節(jié)點”的流域河庫聯(lián)合模擬預報調(diào)度思路，實現(xiàn)流域水系河庫模擬預報調(diào)度[1]。研究出此范圍內(nèi)的水文控制站、大、中、小(1)型水庫等水利工程以及河道堤防庫的洪水模擬預報調(diào)度方法。

2 模擬預報研究內(nèi)容

2.1 資料收集整編

收集、整理、分析各流域河流特征資料，對現(xiàn)有資料進行充分利用和整編，對缺乏資料需開展現(xiàn)場調(diào)查或?qū)嵉乜睖y工作,編制刊印各流域的最終成果[2]，包括以下幾方面。

1)各流域基本資料整編：包括地理位置、流域面積、河流長度、比降、控制節(jié)點(水文站、大、中、小(1)型水庫)的位置及沿河間距等，并基于此繪制流域概化圖。

2)列出各流域主要控制站里程、面積、平均傳播時間表。

2.2 河流水文站模擬預報成果編制

根據(jù)水文站洪水預報方案，按流域蓄水量為飽和、半飽和[3]，24h降雨為P=50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm情況(12種)下，進行水文站洪水模擬預報。預報內(nèi)容包括洪峰、洪量、峰現(xiàn)時間等。

2.3 水庫模擬預報調(diào)度成果編制

依照各水庫防洪調(diào)度原則[4]，以死水位(空庫)、汛限水位(溢洪道頂高程)等為起調(diào)水位，編制流域蓄水量為飽和、半飽和，24h降雨為P=50、100、150、200、250、300mm條件下，各類水庫模擬預報調(diào)度成果。

1)小(1)型水庫：七流域各小(1)型水庫的抗暴雨能力；編制在12種組合條件下，各小(1)型水庫洪水模擬預報，并按子流域/區(qū)域進行匯總。

2)中型水庫：七流域各中型水庫的抗暴雨能力；編制12種組合條件下，各中型水庫模擬預報調(diào)度成果。模擬預報調(diào)度成果包括：在不考慮放水條件下各水庫的初始水位時，入庫洪峰、入庫洪量、最高可能水位、最大可能庫容等。其中初始水位選為汛限水位及設計洪水位兩種。

3)大型水庫：各大型水庫抗暴雨能力；編制12種組合條件下，7流域各大型水庫模擬預報調(diào)度成果，包括：在不考慮放水條件下各水庫的初始水位時，入庫洪峰、入庫洪量、峰現(xiàn)時間、最高可能水位、最大可能庫容等。其中初始水位選為汛限水位及設計洪水位兩種。

2.4 流域聯(lián)合模擬預報調(diào)度成果編制

根據(jù)各水庫、水文站和堤防的防洪標準與抗洪能力，按不同條件，分別按流域蓄水量(飽和、半飽和)情況分6個降雨級別(降雨為50、100、150、200、250、300mm)，建立河流從上游到下游河道與水庫聯(lián)合洪水模擬預報和洪水調(diào)度成果圖表。

3 編制方法

3.1 模擬條件設置

1)流域蓄水量分飽和、半飽和兩種情況。

2)降雨量設置為：24h降雨量P=50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm六個等級。

降雨的時程分布為：24h分8個時段，每段雨量所占比例為：14%、20%、20%、14%、8%、8%、8%、8%。各降雨時程雨量時空分布設置表見表1。

表1 雨量時空分布設置表

3.2 河道水文站洪水模擬預報

根據(jù)水文站洪水預報方案，按流域蓄水量為飽和、半飽和，24h降雨為P=50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm情況(12種)下，進行水文站洪水模擬預報。

河道水文站洪水模擬預報主要包括洪水預報方案選擇、河道水文站洪水模擬預報兩方面內(nèi)容[5]。

3.2.1 洪水模擬預報方法

河道水文站洪水模擬預報以《遼河流域?qū)嵱煤樗A報方案》、《遼寧西部地區(qū)實用洪水預報方案》、《遼寧東部地區(qū)實用洪水預報方案》3本方案集為基礎，在分析水文站網(wǎng)及流域河、庫節(jié)點特征的基礎上，明確各需要進行預報的水文站點。

對于干流水文控制站節(jié)點，若上游無控制性水利工程(大型水庫)，則用該站洪水預報方案洪水模擬預報；若上游有控制性水利工程(大型水庫)，則主要對控制性水利工程-水文站區(qū)間洪水過程進行模擬預報。

對于已有洪水預報方案的水文控制站，仍采用原預報方案進行預報；但需要根據(jù)近10a的洪水資料，修訂各站洪水預報方案，以滿足洪水預報的精度需求。

對于沒有洪水預報方案，分析流域特性，可借用流域降雨洪水特性相似的鄰近水文站的降雨徑流關(guān)系和洪水規(guī)律，初步擬定洪水模擬預報方案，并結(jié)合站點實測洪水過程進行修正模擬預報結(jié)果。

3.2.2 河流水文站洪水模擬預報

在各河道水文站洪水預報方案的基礎上，對流域包氣帶蓄水量飽和、半飽和，24h降雨量P=50、100、150、200、250、300mm情況下進行模擬預報，模擬預報洪峰、洪量、峰現(xiàn)時間、過程等。

3.3 河道與水庫聯(lián)合模擬預報

在上述水文站及水庫的洪水模擬預報成果為基礎，進行遼河、渾河、太子河、大遼河、大凌河、小凌河、鴨綠江7流域干流各節(jié)點在流域土壤包氣帶含水量飽和、半包和，24h降雨P(guān)=50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm組合情境(12種)下的河道與水庫聯(lián)合模擬預報[6]。

河道與水庫聯(lián)合模擬預報主要包括以下3方面內(nèi)容：

1)對于上游無控制性水利工程(大型水庫)的河道水文站，采用該水文站在12種組合情景下的洪水模擬預報成果作為河庫聯(lián)合模擬預報成果。

2)對于上游建有單一水庫(或串聯(lián)水庫群)的河道水文站，其洪水過程受上游(最近一個)水庫放水及區(qū)間來水的影響。項目中結(jié)合上游水庫調(diào)度規(guī)則及區(qū)間洪水預報方案，將水庫放水流量與12種組合情景下的區(qū)間洪水過程組合，形成河道與水庫聯(lián)合模擬預報成果。

3)對于上游建有并聯(lián)水庫群的河道水文站，其洪水過程受上游多個水庫放水及區(qū)間來水的共同影響，較為復雜。項目中首先對上游各水庫的放水量級及過程進行分析，識別那個占主導；在基礎上，結(jié)合各水庫調(diào)度規(guī)則及區(qū)間洪水預報方案，將水庫群放水合成流量及12種組合情景下的區(qū)間洪水過程組合，形成道與水庫聯(lián)合模擬預報成果。

在現(xiàn)有河道和水庫洪水預報方案的基礎上，收集整編流域水文、水利工程資料，編制七大流域各控制站、水庫洪水模擬預報方案及道與水庫聯(lián)合洪水模擬預報調(diào)度方案。

從上游到下游，根據(jù)水庫、水文站洪水預報方案(沒有預報方案的水文站借用所在流域的預報方案或用相似流域洪峰關(guān)系)，按不同降雨量級及不同流域蓄水量等級進行各節(jié)點洪水模擬預報，并基于此進行道與水庫聯(lián)合模擬預報(各流域干流水文控制站)。

[1]于洋.太子河流域洪水模擬預報調(diào)度探索[J].東北水利水電，2015(05)：63

[2]遼寧省水利廳.防洪調(diào)度新方法及應用[M].北京：中國水利水電出版社，2007：10-41.

[3]胡慶武.凌河保護區(qū)綜合管理的洪水模擬預報研究[J].環(huán)境保護科學，2015(03):105.

[4]朱兆成.水庫調(diào)度原則的適用性及調(diào)整的可行性研究[J].中國防汛抗旱，2011(01):29-31.

[5]李騰,鞠飛,侯曉磊.水情自動測報系統(tǒng)的汛期運行水位控制方法分析[J].黑龍江水利科技，2013(06)：102-104.

[6]遼寧省水利廳.遼寧水資源管理[M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，2006：8.

1007-7596(2016)11-0019-02

2016-10-14

崔巍(1981-)，女，遼寧鞍山人，工程師，從事水文水資源工作。

P338

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