序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]一篇水文站洪水預(yù)報(bào)的應(yīng)用研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

洪水災(zāi)害是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害,我國(guó)也是世界上發(fā)生洪水災(zāi)害頻率最高、受災(zāi)最嚴(yán)重的國(guó)家之一,洪災(zāi)給人民群眾的正常生活、生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)巨大損失與禍患,威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,同時(shí)也制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。在長(zhǎng)期的洪水災(zāi)害防治過(guò)程中,人類(lèi)總結(jié)發(fā)展了許多應(yīng)對(duì)措施,其中洪水預(yù)報(bào)被認(rèn)為是最重要且有效的防洪非工程措施。及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)來(lái)水量進(jìn)行預(yù)報(bào)是防洪減災(zāi)決策中的重要依據(jù),可以使水庫(kù)進(jìn)行有計(jì)劃的蓄洪、分洪并做出合理調(diào)度方案,這對(duì)洪澇災(zāi)害防治、提高洪水資源的利用率、充分發(fā)揮水利工程效益具有重要意義[1]。

1.流域概況

本文的研究區(qū)琴江流域,為梅江源頭,發(fā)源于廣東省陸豐市與紫金縣交界的烏突山七星崠,在五華縣水寨鎮(zhèn)與五華河交匯,五華河口以下則稱(chēng)為梅江。琴江集水面積為2871km2,河長(zhǎng)136km,河床比降1.10‰,河段流經(jīng)紫金縣、五華縣,主要支流有：北琴江（華陽(yáng)水）、周江水、平安水、大都水、橫陂水、蕉洲水等。流域地形大體呈扇形狀,干支流上游為山地,中下游大部分在海拔300m以下,丘陵、谷地相間。土壤類(lèi)型大部分是赤紅壤土,土層深厚,透水性小。植被情況中上游較好,下游較稀薄。本流域地處亞熱帶氣候區(qū),受海洋東南季風(fēng)影響,高溫、多雨、濕潤(rùn)。多年平均雨量約1500mm,降雨主要集中在每年汛期4月至9月,非汛期降雨量較小。前汛期3至6月洪水成因一般是由峰面雨所造成,流域歷史較大洪水多發(fā)生在前汛期；后汛期7至9月洪水成因一般是由熱帶風(fēng)暴所造成,受登陸珠江口臺(tái)風(fēng)影響,本地區(qū)西南大部分處在蓮花山北麓的迎風(fēng)坡,降雨強(qiáng)度大。尖山水文站（東經(jīng)115°37′25″,北緯23°39′52″）位于琴江上游,測(cè)站地址為五華縣梅林鎮(zhèn)尖山村,于1958年6月3日設(shè)立為基本水文站,河道長(zhǎng)度為91km,坡降0.405‰,集水面積1578km2。主要測(cè)驗(yàn)任務(wù)有水位、流量、降雨量、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等。尖山站以上為山區(qū)性河流,河流坡降陡,集流時(shí)間短,峰型尖瘦,一般在最大暴雨出現(xiàn)后8至14小時(shí)出現(xiàn)洪峰。

2.模型簡(jiǎn)介

新安江模型是河海大學(xué)趙人俊教授團(tuán)隊(duì)提出的一個(gè)水文模型,適應(yīng)于濕潤(rùn)與半濕潤(rùn)地區(qū),產(chǎn)流采用三水源新安江模型,地面匯流采用單位線法,壤中流和地下徑流分別采用不同的線性調(diào)蓄水庫(kù),分別模擬其匯流過(guò)程[2]。其主要特點(diǎn)是應(yīng)用了蓄滿(mǎn)產(chǎn)流與馬斯京根匯流概念,有分單元、分水源、分匯流階段的特點(diǎn),并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,各參數(shù)具有明確的物理意義,計(jì)算精度較高,在國(guó)內(nèi)外水文預(yù)報(bào)工作中得到了廣泛的應(yīng)用[3]。模型涉及的參數(shù)較多,有些參數(shù)很敏感,參數(shù)值稍有改變對(duì)結(jié)果的影響較大；有些參數(shù)則反映遲鈍。15個(gè)參數(shù)的意義與敏感性詳見(jiàn)表1,依據(jù)模型結(jié)構(gòu)與作用可以分為蒸散發(fā)參數(shù)、產(chǎn)流量參數(shù)、水源劃分參數(shù)、匯流參數(shù)四種類(lèi)型[4,5]。

3.模型的建立

3.1數(shù)據(jù)的選擇與處理

使用資料為1990-2011年尖山水文站的小時(shí)徑流數(shù)據(jù)及流域雨量站點(diǎn)小時(shí)降雨數(shù)據(jù),該資料年限包含代表大中小洪水的年份,滿(mǎn)足《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》的要求,代表性良好,計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)選擇1小時(shí)。2004年之前流域雨量站無(wú)實(shí)測(cè)逐小時(shí)的雨量數(shù)據(jù),一般為3小時(shí)或6小時(shí)的人工觀讀數(shù)據(jù),因此在資料處理時(shí)將3小時(shí)或6小時(shí)雨量數(shù)據(jù)采用算術(shù)平均法平均到逐個(gè)小時(shí)。尖山站以上流域?yàn)殚]合流域,有多個(gè)雨量站點(diǎn),經(jīng)對(duì)已有資料分析,有尖山、際頭、黃布、洋頭、黃新、南洞、龍村、中心壩、中正、寶洞圍、梨樹(shù)坳共11個(gè)雨量站點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)序列長(zhǎng),且不存在斷層的情況,平均每個(gè)雨量站點(diǎn)控制的流域面積約為140km2,站點(diǎn)在流域上的位置分布總體較為均勻[6]。模型采用算術(shù)平均法計(jì)算各雨量站的權(quán)重系數(shù),雨量權(quán)重系數(shù)分別為0.091。由于尖山水文站無(wú)蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)要素,故流域的蒸發(fā)數(shù)據(jù)借用臨近水文站點(diǎn)五華河上的河子口水文站月年平均蒸發(fā)量數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)年份為1983至2017年,詳見(jiàn)表2。

3.2模型參數(shù)率定

從尖山水文站1990-2011年共21年的徑流資料中,選取25場(chǎng)次洪樣本進(jìn)行參數(shù)率定,選取2013年1場(chǎng)洪水進(jìn)行檢驗(yàn)。模型參數(shù)的率定采用人工率定與系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)選相結(jié)合的方式。系統(tǒng)采用了5種計(jì)算流量算法進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)選,分別為遺傳算法、單純形算法、羅森布瑞克算法、遺傳算法+單純形算法、遺傳算法+單純形算法+羅森布瑞克算法,最終選取擬合度最好的一組參數(shù)[7]。最終優(yōu)選的參數(shù)率定結(jié)果見(jiàn)表3,各個(gè)參數(shù)均滿(mǎn)足根據(jù)物理意義和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)所確定的取值范圍,次洪樣本的率定成果見(jiàn)表4。

3.3結(jié)果檢驗(yàn)與分析

從率定成果表可知,25場(chǎng)洪水樣本中,次洪樣本計(jì)算洪峰流量相對(duì)誤差均值為21.98%,次洪產(chǎn)流量相對(duì)誤差均值為19.30%,模型模擬次洪過(guò)程的總平均確定性系數(shù)為0.78。樣本實(shí)測(cè)峰現(xiàn)時(shí)間與計(jì)算峰現(xiàn)時(shí)間誤差在0到3小時(shí)以?xún)?nèi)的洪水場(chǎng)次共用22場(chǎng),占比88%,洪峰預(yù)測(cè)時(shí)間準(zhǔn)確性較高,方案精度較好,根據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（GB22482-2008-T）,為乙等方案。使用“2013081716”次洪水對(duì)該方案進(jìn)行檢驗(yàn),洪峰流量誤差為21.32%,次洪產(chǎn)流量誤差為13.47%,過(guò)程確定性系數(shù)為0.91,峰現(xiàn)時(shí)間為2小時(shí),基本可以滿(mǎn)足作業(yè)預(yù)報(bào)使用。經(jīng)分析,本次針對(duì)尖山水文站率定的新安江模型預(yù)報(bào)方案等級(jí)為乙級(jí)主要有如下幾點(diǎn)原因：一是由于選取洪水資料年限較為久遠(yuǎn),時(shí)間跨度超過(guò)二十年,流域的地形特征、植被情況與河道斷面均發(fā)生了變化,對(duì)流域的產(chǎn)匯流過(guò)程都產(chǎn)生了較大的影響,用一套參數(shù)來(lái)擬合極可能存在誤差；二是流域內(nèi)水利工程建設(shè)與人類(lèi)活動(dòng)深刻影響著河道的徑流過(guò)程,從歷史洪水可以看出,部分場(chǎng)次洪水過(guò)程受水利工程的攔蓄影響,明顯被人為調(diào)控,進(jìn)而降低了預(yù)報(bào)方案的確定性系數(shù)；三是降雨資料在面降雨量及時(shí)段雨量的處理（次洪樣本）中出現(xiàn)的雨量均化問(wèn)題,對(duì)模型的模擬效果在一定程度上有所影響[8]。

4.結(jié)論

本文應(yīng)用新安江模型編制了琴江尖山水文站的洪水預(yù)報(bào)方案,方案等級(jí)達(dá)到乙級(jí),并對(duì)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行了進(jìn)一步檢驗(yàn),結(jié)果表明新安江模型在尖山水文站的適用性較好,引入新安江模型豐富了尖山站洪水預(yù)報(bào)方法。流域下墊面條件自然的變化以及水利工程的調(diào)度對(duì)模型參數(shù)率定存在一定影響,因此在參數(shù)率定過(guò)程中,為提高預(yù)報(bào)方案實(shí)用性,應(yīng)盡量選取與近期洪水樣本擬合較好的參數(shù),且應(yīng)充分考慮水利工程的影響,實(shí)施洪水預(yù)報(bào)時(shí)實(shí)時(shí)掌握流域內(nèi)水利工程的運(yùn)行情況。模型建立過(guò)程中對(duì)降雨資料的處理方法上有待改進(jìn),可以采用更為合理的泰森多邊形法對(duì)降雨資料進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)也說(shuō)明模型中降雨資料的處理是模型系統(tǒng)輸入中十分重要的一環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

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作者:衛(wèi)瀛海 單位:廣東省水文局梅州水文分局