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1、 1 無無實測實測徑流資料地區徑流資料地區編制編制施工期施工期水文水文預報方案預報方案探討探討 (孫恒兵陳端丹 江力 計強) （十堰市水文水資源勘測局 44200） 摘要摘要:在無實測徑流地區編制施工期水文預報方案，面臨預報參數的選用與分析，筆者通過對白沙河水電站施工期預報方案的編制， 在作業實踐中進行檢驗， 滿足了白沙河水電站等大（2）型工程建設需求。 關鍵詞關鍵詞： 水文預報參數借用 施工期水文預報編制 1 引言引言 白沙河水電站屬等大（2）型水利水電工程，位于湖北省竹溪縣兵營鄉，水庫壩址處于堵河西支泗河一級支流泉河上，泉河全長 84.6km，流域面積 901.0km2，壩址控制集水面積 2、812.61km2，占全流域面積的 90.2%。 泉河流域洪水由暴雨形成，洪水的時空分布特性與暴雨相應，徑流有明顯的季節性。汛期為 510 月，分為夏汛和秋汛，夏汛洪水多發生在 6 月中下旬至 7 月中旬，秋汛洪水則多發生在 9 月中旬至 10 月上旬。夏汛洪水以單峰居多，一次過程約為 13 天，具有陡漲陡落的特點；秋汛洪水多為復式峰，一次洪水過程約為 35 天。 2 水文資料水文資料情況情況 流域內無水文站，缺乏水位、流量、泥沙等水文資料，也缺乏歷史洪水調查資料。鄰近流域有匯灣河匯灣水文站、竹溪河延壩水文站、泗河新洲水文站以及官渡河老碼頭水文站。 匯灣河匯灣水文站（現遷建為鄂坪水文站）流域面3、積 1650 km2，資料年限為 19862006年，2001 年后受白果坪水電站蓄水影響，流量失去代表性。 竹溪河延壩水文站流域面積 598 km2，與泉河流域面積最為接近，但流域內坡降平緩，受上游水利工程以及人類活動影響較大， 人為因素對流域的產匯流條件影響較大， 水文系列缺乏一致性。 泗河新洲水文站流域面積 4660 km2， 比泉河流域的流域面積大 5 倍多， 屬于大河控制站，泉河流域屬小河站，兩者的產、匯流規律不同，其流域特性與泉河流域存在較大差異，水文資料不宜采用。 官渡河老碼頭水文站流域面積 1854 km2，資料年限為 19862010 年，共計 25 年水文資料。 老碼頭水文4、站代表的官渡河流域其自然地理和水文氣象條件與泉河流域較相似， 兩個流 2 域被同一分水線隔開，流域內植被良好，森林覆蓋率達 70%以上；干流兩岸支流密布，河道彎曲，為典型的河曲地貌；流域徑流由降水產生，其洪水與暴雨在時空分布上基本相近，洪水過程以單峰為主，具有陡漲陡落的特點；且水文站以上的流域內均無大、中型蓄水工程，人為因素對流域的產匯流條件影響較小， 水文系列具有較好的一致性。 故采用老碼頭水文站為參證站來分析泉河流域的產匯流預報方案。 流域地理特征對照表見表 1 流域多年平均降水量對照表見表 2。 表 1 流域地理特征對照表 水系 河名 河長（km） 流域面積 （km2） 水系形態 河道坡5、度（） 流域平均高程（海拔米） 河流彎曲系數 河網密度（km/ km2） 堵河 泉河 84.6 901 樹枝狀 7.0 1094 1.5 0.3 堵河 官渡河 127 2885 樹枝狀 4.6 1349 1.7 0.3 表 2 流域多年平均降水量對照表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年總量 泉河 161 27.6 54.7 87.4 134.6 158.4 184.5 184.2 116.6 95.0 41.8 19.9 1120.8 官渡河 15.7 28.5 51.8 89.8 138.3 161.0 165.6 153.0 113.2 91.4 43.3 18.56、 1070.0 3 方案編制方案編制 白沙河施工期水文預報方案產流采用降雨徑流相關圖法， 匯流采用綜合單位線法及謝爾曼單位線法進行編制。 由于泉河缺乏實測的徑流資料， 編制方案時根據蓄滿產流法的原理， 借用相鄰官渡河流域產流模型參數，匯流采用泉河地理參數分析和相鄰官渡河流域官渡河單位線經過 S-過程線轉換。 3.1 產流產流參數選用與分析參數選用與分析 流域平均降水量的計算流域平均降水量的計算：根據壩址以上流域平均降水量計算站點，采用面積加權法，求得整個流域平均降水量。 月 份 河 名 niiinnFfPFfPfPfPP12211. 3 次洪徑流量 R 的計算：采用流域退水曲線分析，選擇孤立單7、式洪水過程，點繪 QT 過程線圖，做退水曲線簇，取外包線，作為綜合退水曲線，分割地下徑流，計算實測次洪徑流量 R。 前期影響降水量前期影響降水量 PaPa 的計算的計算：前期影響雨量 Pa，計算出第一場洪水之前的 Pa，以后在整個汛期內采用連算，公式 tt , aa1t , aPPKP，但必須控制 mtaIP1, 。用上式計算也可取連續大暴雨之后的aP等于 Im，由此向后逐日推算。 按經驗公式計算：t 日有雨 Pa,t+1=k(Pa,t+Pt) t 日無雨 Pa,t+1=kPa,t Pa,t某日 t 的前期影響雨量（mm） ； Pa,t+1次日（t+1）的前期影響雨量（mm） ； K與土壤蒸發8、能力有關的日折減系數。 根據已確定的 K 值，用日雨量資料逐日計算 Pa值。 流域最大損失量流域最大損失量 ImIm 的確定的確定：流域的最大損失量由實測雨洪資料分析而得。方法是在歷年資料中選擇久旱不雨后， 一次降雨量較大能滿足流域最大損失值且全流域產流的資料， 計算該次降雨的流域平均雨量 P 及所產生的徑流量 R，因為久旱，Pa0，則： Im=P-R-E雨 E雨雨間蒸發量。 本流域最大損失量 Im 值，經多次計算分析取用 80mm。 消退系數消退系數 k k 值的確定值的確定：流域消退系數按下式計算，E 為流域蒸發能力，可用 E601 觀測器觀測的水面蒸發值作為近似值。 降降 雨 徑 流 相9、 關 圖 的 建 立雨 徑 流 相 關 圖 的 建 立 ： 采用老碼頭站 19862010 年 76 次洪水資料，經過降雨徑流關系分析，確定每一場洪水的 P、Pa、R，建立老碼頭水文站以上流域降雨徑流三變數關系圖。 4 產流匯流方案率定與檢驗產流匯流方案率定與檢驗 匯流參數選用：匯流參數選用： 在編制匯流參數時采用老碼頭水文站代表的官渡河流域， 其單位線的分析用綜合單位線法與經驗單位線法，即：一是根據泉河流域地理參數推求綜合單位線；二是借用老碼頭水文站經驗單位線， 由 S-過程線轉換為泉河流域經驗單位線， 單位凈雨為 10mm，單位時段t=1h，流域小單位時間取 1 小時比較符合實際。 產流方10、案預報作業產流方案預報作業成果檢驗成果檢驗：用 1986 年2010 年 25 年實測降水量成果，選取場次降Im1EK 4 水 76 次進行預報檢驗， 預報項目的精度評定用合格率表示， 降雨徑流關系合格率為 84.2。 匯流方案檢驗與評價匯流方案檢驗與評價：選取老碼頭水文站 19862010 年實測大、中、小洪水進行洪水預報檢驗，預報項目的精度評定用合格率表示，洪峰流量合格率 QR=94.4%,確定性系數DC=0.97，按表 5-1 標準，評價為甲等（QR85.0%，DC0.90） 。 作業預報評價：作業預報評價： 5 水文水文預報方案預報方案及需要注意及需要注意的問題及應對方法的問題及應對方11、法 白沙河施工期水文預報方案編制在作業預報實踐中， 我們發現在用 中國洪水預報系統預報時，它最適宜的狀況是流域平均降水，均達到蓄滿產流的理想情況下，有比較滿意的預報結果，當出現下列情況時： 1、流域暴雨中心在上游或下游，預報的的洪峰與實測洪峰相比，可能出現推后或提前的情況，有時誤差比較大。因此在預報實踐中要考慮分析暴雨中心點位置，合理實施人工實時校正，一般通過多次預報實踐，在預報中采用逐步、連續預報作業手段，一般取得滿意的效果。 2、受上游水庫調蓄產生的洪水過程與自然狀態下的洪水過程相比，前者扭曲變形，洪峰提前或推后，洪水過程延長，對預報結果影響較大。采用對策是及時準確地收集上游水庫發電、排沙12、溢洪等信息，對預報過程進行人工干預，擬合最佳預報過程，從而提高預報時效性和準確性。 3、由于施工進度不停在變化，圍堰擋水轉為壩體擋水，隨著壩體不斷澆筑，壩高增高，對來水產生的調蓄作用越來越明顯，從而影響預報精度。采用對策是預報時根據施工進度，對預報成果實時修正。 4、由于泉河流域無水文站，缺乏歷史實測水文資料，匯流部分沒有實測的歷史洪水過程來檢驗匯流成果，因此在預報實踐中，要經過實測洪水資料實時檢驗匯流參數，使預報成果更貼近實際。 6 結論 通過對白沙河水電站施工期水文預報的編制，對今后在十堰地區無徑流流域編制水文預報積累了經驗，對于在作業預報中出現問題提供參考依據。 6、參考文獻 1、 白沙河施工期水文預報方案編制 2、 水文情報預報規范 （GB/T 22482-2008） 5 3 相關水文預報書籍