盛慧英

【摘 要】本文按照流域產匯流的基本理論，對曹娥江花山流域的產匯流參數及降雨徑流相關關系進行了分析，為上虞區(qū)的防汛決策提供科學依據，對類似流域產匯流參數計算及應用方面具有重要的參考價值。

【關鍵詞】降雨徑流；洪水預報；產匯流計算

【中圖分類號】TV122

【文獻標識碼】B

[文章編號]1619-2737（2016）05-10-399

【Abstract】In this paper， according to the basic theory of river basin runoff， we analyzed the runoff parameters and the correlation between rainfall and runoff in Huashan Basin. This can provide a scientific basis for flood control in shangyu， and also can provide a reference for similar projects.

【Key words】Rainfall runoff；Flood forecasting；Runoff calculation

1. 流域概況

曹娥江發(fā)源于磐安縣尚湖鎮(zhèn)王村的大盤山脈長塢，自南而北流經新昌縣、嵊州市、上虞區(qū)、柯橋區(qū)，于紹興三江口以下在新三江閘下游經曹娥江大閘注入杭州灣。干流全長193公里，流域面積5099.15平方公里。

曹娥江為常年性河流，上游屬山溪性河流，下游屬潮汐河道。無結冰期，河床寬100～600米，中游河段平均水深4～5，下游水深1～2米。據上虞東沙埠水文站測得，最大徑流量6420米/秒，最高水位13.42米（1962年9月6日）；最低水位，1967年8月19日河干（東沙埠水文站）。多年來上虞年平均出境水量31.05億立方米。曹娥江上游比降大，水流湍急，具有溪流性河流特征。進入上虞后，江面開闊，水流平緩，并受潮汐影響，海潮上溯至上浦閘。江水流量受季節(jié)性雨量分配的影響，江水暴漲暴落。一般年景，年最高水位與年最低水位差大于9米。

曹娥澆灌干流上游源短流急，山林破壞嚴重，自然蓄水能力減弱，加上扇狀地形具有匯集洪峰的作用，一遇暴雨，山洪傾瀉；中游河道彎曲，又受清風峽挾制，行洪不暢；下游河口淤積，江水受潮水頂托，泄洪不暢，因此，洪澇災害頻繁，成為浙江省4條洪澇災害最嚴重的河流之一。

花山流域位于曹娥江上游，由黃澤江、新昌江、澄潭江、長樂江匯合而成，流域面積3043Km2，設有溪西等12個水文站。流域內較大的如長昭水庫，積水面積276 Km2，南山水庫集水面積110 Km2。該流域是對上虞區(qū)防洪影響最大的流域，故對該流域進行產匯流計算以供上虞區(qū)防汛決策系統(tǒng)參考。

2. 洪水預警預報

2.1 資料選用。

方案選用花山水文站自1985年建站至1994年的17場洪水資料。方案根據站網布設情況，選用具有代表性的溪西、回山、花山等12個站的雨量觀測資料。以上選用資料系資料整編刊印成果，經對比分析，資料系列完整、可靠，具有良好的代表性。

2.2 方案原理。

2.2.1 產流部分。

降雨到達地面后，部分雨水被流域表面植物截流，部分直接填充高低不平的洼地，還有部分雨水入滲地下，填充土壤空隙，最后剩下的部分降雨形成地面徑流，沿坡面和大小溝道匯入河槽，形成洪水流量。

對于一次洪水，徑流深R可用下式表示：

R=P-I

式中，P表示流域平均雨量，I表示因植物枝葉截流、填充洼地、入滲地下、蒸發(fā)損失的那部分。一般植物截流和蒸發(fā)量甚小，主要為填充洼地和入滲地下，其大小與前期土壤含水量大小關系很大，降雨前久旱不雨、土壤干燥、洼地干枯，則降雨損失量較大；前期降雨較多，土壤含水量接近飽和、洼地需水多，則降雨損失量就小。利用降雨量、前期影響雨量（Pa）和徑流深的相關關系可預報徑流深。

2.2.2 匯流部分。

利用洪峰流量與徑流深的相關關系，建立凈峰流量和地表徑流深相關圖，預報出凈峰流量后加上起漲流量即得到洪峰流量。

2.3 參數計算。

2.3.1 平均雨量P的計算。

流域平均雨量采用加權法計算。各站所代表的流域面積用泰森多邊形法分割量算，量出的各代表站面積Fi除以流域總面積F總，得出權重Wi，各雨量站Pi乘以權重得權重雨量，權雨量相加即得流域平均雨量P，即

2.3.2 徑流深R的計算。

根據洪水資料，繪制洪水流量過程線，以本次洪水起漲點為起點，再用斜線（或水平）切割基流，過程前、后有復式峰的用退水曲線退到最低，峰后退水部分以流量趨于正常流量時為計算徑流深終止點，用面積包圍法計算各次洪水徑流總量及徑流深。

2.3.3 最大初損值Imax的計算。

把流域達到飽和以前的降雨損失量稱為初損，以I0表示。初損值I0因前期降雨情況不同而變化，前期降雨多，則土壤含水量大，I0就?。磺捌诟珊?，I0就大。所謂最大初損值就是前期最干旱的情況下初損的最大值，采用下式計算：

2.3.5 前期影響雨量Pa的計算。

對一次洪水，只考慮該次降雨以前15日的降雨影響，令前次降雨日離該次降雨的天數為t，則：

2.3.6 凈峰流量Q凈的計算。

用洪峰流量Qm割去其對應的基流即可求得凈峰流量Q凈。

2.3.7 穩(wěn)定下滲率fc的確定。

穩(wěn)定下滲率是指土壤達到飽和后單位時間內的土壤穩(wěn)定下滲量，所以穩(wěn)定下滲率只存在于蓄滿產流中。計算本流域fc時.選取降水量大、持續(xù)時間長的降水產流過程。可根據降雨量、降雨強度的大小、持續(xù)時間長短及前期土壤含水量等特性的不同，采用圖解法或前推法計算穩(wěn)定入滲率fc。對于降水量大，持續(xù)時間長，洪水起漲前土壤含水量達到土壤最大損失量（Imax）值）時，采用圖解法。對于降水量大，持續(xù)時間長，但是洪水起漲前土壤含水量未達到土壤最大損失量（Imax）值）時，采用前推法。

2.3.8 降雨中心時間及洪峰滯時t的計算。

選擇各站峰前雨量摘錄時段中造峰雨開始至結束時間，用算術平均法計算出全流域降雨中心時間，降雨中心時間到洪峰出現時間差值為洪峰滯時。

2.3.9 匯流參數m的確定。

采用推理公式法：

2.4 相關圖建立。

2.4.1 降雨徑流相關圖建立。

根據計算出的平均雨量P、徑流深R和前期影響雨量Pa，點繪以Pa為參數建立P～R相關圖，即徑流深預報圖。

2.4.2 徑流深R與凈峰流量Q凈相關圖的建立。

根據洪峰流量Qm減去起漲流量與落平流量的平均值所得的凈峰流量，以流域平均降雨歷時為參數，建立徑流深R與洪峰流量Q凈相關圖。

2.4.3 洪峰流量Qm與洪峰滯時t相關圖的建立。

洪峰出現的時間減去降雨中心時間即為洪峰滯時，降雨中心時間指的是降雨中心區(qū)各站最大12小時降雨的重心時間，取其算式平均值 。計算出17場洪水的洪峰滯時，點繪洪峰流量Qm與洪峰滯時t相關圖。

3. 結語

產匯流計算在洪水預報中有著重大意義，本文按照流域產匯流的基本理論，對曹娥江花山流域的產匯流參數及降雨徑流相關關系進行了分析，該成果可以在本流域洪水預報及工程建設中應用，制作洪水預警預報方案，為上虞區(qū)的防汛決策提供科學依據，對類似流域產匯流參數計算及應用方面具有重要的參考價值。

參考文獻

[1] 李建柱. 流域產匯流過程的理論探討及其應用[D].天津大學，2008.

[2] 李麗. 分布式水文模型的匯流演算研究[D].河海大學，2007.

[3] 張德偉. 中小流域通用型產匯流洪水預報軟件[J]. 東北水利水電，1999，02：34～36.