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1、 1 無無實測實測徑流資料地區(qū)徑流資料地區(qū)編制編制施工期施工期水文水文預(yù)報方案預(yù)報方案探討探討 (孫恒兵陳端丹 江力 計強(qiáng)) （十堰市水文水資源勘測局 44200） 摘要摘要:在無實測徑流地區(qū)編制施工期水文預(yù)報方案，面臨預(yù)報參數(shù)的選用與分析，筆者通過對白沙河水電站施工期預(yù)報方案的編制， 在作業(yè)實踐中進(jìn)行檢驗， 滿足了白沙河水電站等大（2）型工程建設(shè)需求。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： 水文預(yù)報參數(shù)借用 施工期水文預(yù)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(xiāng)，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(yīng)，徑流有明顯的季節(jié)性。汛期為 510 月，分為夏汛和秋汛，夏汛洪水多發(fā)生在 6 月中下旬至 7 月中旬，秋汛洪水則多發(fā)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(fù)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(nèi)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(diào)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(xiàn)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(nèi)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(chǎn)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?qū)傩『诱荆瑑烧叩漠a(chǎn)、匯流規(guī)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(nèi)植被良好，森林覆蓋率達(dá) 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(chǎn)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(nèi)均無大、中型蓄水工程，人為因素對流域的產(chǎn)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(chǎn)匯流預(yù)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(tài) 河道坡5、度（） 流域平均高程（海拔米） 河流彎曲系數(shù) 河網(wǎng)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(yù)報方案產(chǎn)流采用降雨徑流相關(guān)圖法， 匯流采用綜合單位線法及謝爾曼單位線法進(jìn)行編制。 由于泉河缺乏實測的徑流資料， 編制方案時根據(jù)蓄滿產(chǎn)流法的原理， 借用相鄰官渡河流域產(chǎn)流模型參數(shù)，匯流采用泉河地理參數(shù)分析和相鄰官渡河流域官渡河單位線經(jīng)過 S-過程線轉(zhuǎn)換。 3.1 產(chǎn)流產(chǎn)流參數(shù)選用與分析參數(shù)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(jù)壩址以上流域平均降水量計算站點，采用面積加權(quán)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(nèi)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(xù)大暴雨之后的aP等于 Im，由此向后逐日推算。 按經(jīng)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(fā)8、能力有關(guān)的日折減系數(shù)。 根據(jù)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(chǎn)流的資料， 計算該次降雨的流域平均雨量 P 及所產(chǎn)生的徑流量 R，因為久旱，Pa0，則： Im=P-R-E雨 E雨雨間蒸發(fā)量。 本流域最大損失量 Im 值，經(jīng)多次計算分析取用 80mm。 消退系數(shù)消退系數(shù) k k 值的確定值的確定：流域消退系數(shù)按下式計算，E 為流域蒸發(fā)能力，可用 E601 觀測器觀測的水面蒸發(fā)值作為近似值。 降降 雨 徑 流 相9、 關(guān) 圖 的 建 立雨 徑 流 相 關(guān) 圖 的 建 立 ： 采用老碼頭站 19862010 年 76 次洪水資料，經(jīng)過降雨徑流關(guān)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(shù)關(guān)系圖。 4 產(chǎn)流匯流方案率定與檢驗產(chǎn)流匯流方案率定與檢驗 匯流參數(shù)選用：匯流參數(shù)選用： 在編制匯流參數(shù)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(jīng)驗單位線法，即：一是根據(jù)泉河流域地理參數(shù)推求綜合單位線；二是借用老碼頭水文站經(jīng)驗單位線， 由 S-過程線轉(zhuǎn)換為泉河流域經(jīng)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(chǎn)流方10、案預(yù)報作業(yè)產(chǎn)流方案預(yù)報作業(yè)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(jìn)行預(yù)報檢驗， 預(yù)報項目的精度評定用合格率表示， 降雨徑流關(guān)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(jìn)行洪水預(yù)報檢驗，預(yù)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(shù)DC=0.97，按表 5-1 標(biāo)準(zhǔn)，評價為甲等（QR85.0%，DC0.90） 。 作業(yè)預(yù)報評價：作業(yè)預(yù)報評價： 5 水文水文預(yù)報方案預(yù)報方案及需要注意及需要注意的問題及應(yīng)對方法的問題及應(yīng)對方11、法 白沙河施工期水文預(yù)報方案編制在作業(yè)預(yù)報實踐中， 我們發(fā)現(xiàn)在用 中國洪水預(yù)報系統(tǒng)預(yù)報時，它最適宜的狀況是流域平均降水，均達(dá)到蓄滿產(chǎn)流的理想情況下，有比較滿意的預(yù)報結(jié)果，當(dāng)出現(xiàn)下列情況時： 1、流域暴雨中心在上游或下游，預(yù)報的的洪峰與實測洪峰相比，可能出現(xiàn)推后或提前的情況，有時誤差比較大。因此在預(yù)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(yù)報實踐，在預(yù)報中采用逐步、連續(xù)預(yù)報作業(yè)手段，一般取得滿意的效果。 2、受上游水庫調(diào)蓄產(chǎn)生的洪水過程與自然狀態(tài)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(yù)報結(jié)果影響較大。采用對策是及時準(zhǔn)確地收集上游水庫發(fā)電、排沙12、溢洪等信息，對預(yù)報過程進(jìn)行人工干預(yù)，擬合最佳預(yù)報過程，從而提高預(yù)報時效性和準(zhǔn)確性。 3、由于施工進(jìn)度不停在變化，圍堰擋水轉(zhuǎn)為壩體擋水，隨著壩體不斷澆筑，壩高增高，對來水產(chǎn)生的調(diào)蓄作用越來越明顯，從而影響預(yù)報精度。采用對策是預(yù)報時根據(jù)施工進(jìn)度，對預(yù)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(yù)報實踐中，要經(jīng)過實測洪水資料實時檢驗匯流參數(shù)，使預(yù)報成果更貼近實際。 6 結(jié)論 通過對白沙河水電站施工期水文預(yù)報的編制，對今后在十堰地區(qū)無徑流流域編制水文預(yù)報積累了經(jīng)驗，對于在作業(yè)預(yù)報中出現(xiàn)問題提供參考依據(jù)。 6、參考文獻(xiàn) 1、 白沙河施工期水文預(yù)報方案編制 2、 水文情報預(yù)報規(guī)范 （GB/T 22482-2008） 5 3 相關(guān)水文預(yù)報書籍