吳立愿，黃建波，滕培宋

（廣西壯族自治區(qū)水文水資源局，南寧 530023）

中小河流“預(yù)測—預(yù)警—預(yù)報”模式探討
——以郁江支流鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站為例

吳立愿，黃建波，滕培宋

（廣西壯族自治區(qū)水文水資源局，南寧 530023）

分析了郁江支流鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站“2015.10”暴雨洪水過程，總結(jié)了這次洪水“預(yù)測—預(yù)警—預(yù)報”服務(wù)模式的經(jīng)驗，探討了該模式在鎮(zhèn)龍站這次洪水預(yù)報應(yīng)用中存在的問題，并提出預(yù)測方面需要強(qiáng)化氣象知識的學(xué)習(xí)及應(yīng)用，預(yù)警方面需要滾動分析預(yù)測，及時發(fā)布預(yù)警，預(yù)報方面需要對中小河流盡快建立降雨～水位（漲幅）預(yù)估方案并掌握三角形入流等傳統(tǒng)方法的建議。

中小河流；洪水預(yù)測；洪水預(yù)警；洪水預(yù)報；鎮(zhèn)龍江

1 引言

2012年之前，廣西開展的洪水預(yù)報范圍較小，一般只注重大江大河、重要防洪地區(qū)的洪水預(yù)報，中小河流、非重點防洪區(qū)的洪水預(yù)報很少關(guān)注。近年來，隨著大江大河得到進(jìn)一步的治理，大江大河洪澇災(zāi)害財產(chǎn)損失、死亡人數(shù)逐步減少。而中小河流、非重點防洪區(qū)洪水災(zāi)害所造成的損失所占比重日益增大、防洪任務(wù)日益繁重。

2013年，為推動和規(guī)范水情預(yù)警發(fā)布工作，國家防汛抗旱指揮部于2月1日出臺《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》（國汛〔2013〕1號）并執(zhí)行，廣西主要江河根據(jù)此辦法開展了水情預(yù)警工作。

2014年，為推動和規(guī)范廣西的水情預(yù)警發(fā)布工作，自治區(qū)防汛抗旱指揮部于1月5日印發(fā)《廣西水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》（桂防指〔2014〕1號）并執(zhí)行，標(biāo)志著廣西水情預(yù)警工作在服務(wù)社會公眾方面進(jìn)入規(guī)范化管理的新階段，各市防汛部門也依據(jù)此辦法出臺了轄區(qū)的水情預(yù)警發(fā)布管理辦法。水文部門通過加強(qiáng)對氣象預(yù)警信息的全程跟蹤、及時預(yù)測，按照先預(yù)警后預(yù)報的要求，從傳統(tǒng)的預(yù)報模式向“預(yù)測—預(yù)警—預(yù)報”水情服務(wù)工作新模式轉(zhuǎn)變。由于中小河流暴漲暴落的洪水特性，在實際應(yīng)用過程中，有時會出現(xiàn)預(yù)測工作沒做足導(dǎo)致發(fā)布預(yù)警時間把握不到位，沒有及時關(guān)注雨水情發(fā)展變化導(dǎo)致跳級發(fā)布水情預(yù)警，超警洪水時不發(fā)預(yù)警直接發(fā)預(yù)報等問題，下面就針對這些問題選取鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站“2015.10”暴雨洪水進(jìn)行“預(yù)測—預(yù)警—預(yù)報”服務(wù)模式的探討。

2 鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站“2015.10”暴雨洪水

2.1 流域概況

鎮(zhèn)龍江，又名鱷江、云表江，郁江左岸一級支流。發(fā)源于廣西壯族自治區(qū)賓陽縣黎明鄉(xiāng)歐陽村，在橫縣云表鎮(zhèn)站圩村匯入郁江。流域橫跨廣西賓陽縣、橫縣和貴港市港北區(qū)，地理位置東經(jīng)109°09′～109°28′，北緯22°48′～23°08′。

流域面積614 km2，干流長83 km，平均坡降3.04‰，有向陽河、云表河2條支流，干、支流總長137.2 km，河網(wǎng)密度0.224 km/km2。

流域內(nèi)山脈連綿，山體陡峭，峰高谷深，一般在500～1 140 m之間。鎮(zhèn)龍江屬典型的山溪性河流，一般每年的10月到次年的4月份，徑流量極小，日平均流量多在0.1 m3/s以下，甚至近乎干涸。主汛期（5～8月）洪水主要受鋒面、西南低渦、臺風(fēng)、切變線及低壓槽等天氣系統(tǒng)綜合影響或迭加影響造成，尤其是局部暴雨，往往會造成突發(fā)性洪水。同時，由于主河床坡降大，洪水暴漲暴落，宣泄極快，最高水位與最大流量同時出現(xiàn)，洪峰持續(xù)時間大多只有20 min左右。

流域內(nèi)有六蘭、云表、甘道3座中型水庫，控制面積279.2km2，總庫容1.47億m3，有效庫容9670萬m3。六蘭水庫位于鎮(zhèn)龍江干流上（橫縣校椅鎮(zhèn)境內(nèi)），云表、甘道兩水庫均位于鎮(zhèn)龍江左岸支流云表江上，分別地處貴港市港北區(qū)三里鄉(xiāng)和橫縣云表鄉(xiāng)境內(nèi)；流域內(nèi)還有5座小型水庫和站周水壩等引水工程。

流域上游設(shè)有鎮(zhèn)龍水文站，1980年建站，該站集水面積108 km2，實測最大流量為665 m3/s（1981年），最小流量為0.02 m3/s（2006年），多年平均徑流量0.667億m3。鎮(zhèn)龍水文站上游轄有干江、那歪、那六、古樓4個雨量站。鎮(zhèn)龍江流域圖見圖1。

圖1 鎮(zhèn)龍江流域示意圖

2.2 “2015.10”暴雨洪水

2015年第22號臺風(fēng)“彩虹”于10月2日生成，之后一直沿著西偏北方向前進(jìn)，于4日18時進(jìn)入廣西，受其影響，10月4～6日，桂東南、桂中、桂東一帶普降大到暴雨，鎮(zhèn)龍站于4日14時開始降雨，至14日22時，雨勢加大，4日22時至5日2時4小時累計雨量126.9 mm，2時后雨勢明顯減弱，每小時雨量小于10 mm，上游那歪站4日13時23時累計雨量90.5 mm，23時后未報有雨量數(shù)據(jù)，上游干江、古樓、那六3個雨量站雨峰期間亦未有雨量信息，故本次分析選取了臨近雨量站橫梨站一起進(jìn)行分析。各站10月4日8時至5日8時逐時雨量見表1。

表1 10月4日8時至5日8時逐時雨量表

續(xù)表1 10月4日8時至5日8時逐時雨量表 mm

橫縣鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站于10月4日20時起漲，起漲水位126.02 m，相應(yīng)流量1.85 m3/s，于5日4時25分出現(xiàn)129.85 m的洪峰水位（超警0.85 m），相應(yīng)流量600 m3/s，是1980年建站以來第二大洪水，洪水量級接近10年一遇，漲洪歷時6小時25分，漲幅3.83 m。水位流量過程圖見圖2。

圖2 鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站水位流量過程線圖

2.3 鎮(zhèn)龍水站預(yù)警水位級

根據(jù)《南寧市水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》的規(guī)定，鎮(zhèn)龍水文站的預(yù)警水位級見表2：

表2 鎮(zhèn)龍水文站預(yù)警水位級表 m

3 預(yù)測預(yù)警預(yù)報模式

3.1 預(yù)測

預(yù)測的思路是數(shù)值預(yù)報將有強(qiáng)降雨天氣過程發(fā)生，依據(jù)數(shù)值預(yù)報預(yù)估降雨覆蓋區(qū)域內(nèi)江河水情趨勢概況，可以通過構(gòu)建降雨與水位（漲幅）的關(guān)系來實現(xiàn)，鎮(zhèn)龍水文站未建有預(yù)估及預(yù)報方案，本文利用1981～2014年的洪水、降雨摘錄資料，摘錄出11場鎮(zhèn)龍站洪峰水位大于127.50 m的洪峰及相應(yīng)的時段累計雨量，建立該站簡易的降雨～洪峰相關(guān)圖（見圖3）。

圖3 鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站降雨～洪峰相關(guān)圖

根據(jù)10月4日14時的降雨數(shù)值預(yù)報，該區(qū)域未來24 h降雨量達(dá)200 mm。查降雨～洪峰相關(guān)圖，200 mm的降雨相對應(yīng)的鎮(zhèn)龍站洪峰水位為130.5 m左右，屬于發(fā)黃色預(yù)警水位的范疇。

3.2 預(yù)警

當(dāng)分析水文站所在流域上游已經(jīng)發(fā)生了較強(qiáng)降雨，依據(jù)已經(jīng)出現(xiàn)的降雨量情況對江河水情進(jìn)行分析預(yù)測。10月4日14時開始，鎮(zhèn)龍水文站流域普降小雨，至18時雨勢逐漸加強(qiáng)（降雨情況見表1），由于受臺風(fēng)等影響，流域上5個報汛站點報汛數(shù)據(jù)出現(xiàn)部分缺報，此次分析選用報汛較好的鎮(zhèn)龍、那歪、橫梨3站進(jìn)行雨量的分析，鎮(zhèn)龍站缺報的3小時引用那歪站數(shù)據(jù)，那歪站23時后的數(shù)據(jù)引用鎮(zhèn)龍站數(shù)據(jù)。

從表中可以看出，當(dāng)5日0時的雨量數(shù)據(jù)到達(dá)后，3站的平均雨量已達(dá)104.8 mm，查相關(guān)圖，對應(yīng)的洪峰水位已經(jīng)接近128 m，此時距離藍(lán)色預(yù)警水位只相差0.5 m，且當(dāng)時的雨勢仍有加大的趨勢，在5日0時依據(jù)已發(fā)生的強(qiáng)降雨及未來的降雨預(yù)測，基本上已經(jīng)具備發(fā)布洪水藍(lán)色預(yù)警的條件。

至5日1時，面平均雨量增至137.3 mm，該雨量可能對應(yīng)出現(xiàn)的洪峰水位為128.6 m，此時已經(jīng)達(dá)到發(fā)布藍(lán)色預(yù)警的條件，需要立即發(fā)布洪水藍(lán)色預(yù)警。

至5日2時，雨水情持續(xù)發(fā)展，面平均雨量增至170.8 mm，該雨量可能對應(yīng)出現(xiàn)的洪峰水位為129.7 m，此時已經(jīng)達(dá)到升級發(fā)布洪水黃色預(yù)警的條件，需要立即升級發(fā)布洪水黃色預(yù)警。

表3 代表站累計雨量與對應(yīng)的洪峰水位表

3.3 預(yù)報

5日3時，流域上各站的降雨減弱，降雨已經(jīng)趨于穩(wěn)定，已經(jīng)具備了預(yù)報條件，分析發(fā)布洪峰預(yù)報值。對于缺乏預(yù)報方案中小河流預(yù)報，其洪水流量過程可近似三角形入流，步驟如下：

3.3.1 計算次降雨過程徑流量總量

W=0.1αFP

α——產(chǎn)流系數(shù)，該地區(qū)的產(chǎn)流系數(shù)為0.72；

F——流域面積，km2；

P——次降雨量，mm；

W——徑流量總量，萬m3。

由于橫梨站的降雨并未匯入鎮(zhèn)龍水文站，故在計算徑流總量時只取鎮(zhèn)龍和那歪站的平均值，通過該公式得此次降雨過程徑流量總量W=1 457萬m3。

3.3.2 三角形入流計算洪峰流量

Q=2×10 000×W/（t×3 600）

t——次洪過程，h；

Q——流量，m3/s。

經(jīng)過統(tǒng)計多年鎮(zhèn)龍站的洪水過程，鎮(zhèn)龍站的平均次洪過程為14 h，通過該公式得洪峰流量Q=578 m3/s。

3.3.3 由Z～Q關(guān)系反查水位

查得水位約為129.5 m。實際出現(xiàn)的129.85 m的洪峰水位（超警0.85 m），相應(yīng)流量600 m3/s。出現(xiàn)誤差的原因首先與斷面以上的雨量站報汛資料缺失有關(guān)系，其次也與上述的計算過程都是概化的過程，產(chǎn)流系數(shù)和次洪過程時間都是經(jīng)驗系數(shù)，與實際的情況有出入。

4 存在問題

（1）預(yù)警預(yù)報預(yù)見期短，把握發(fā)布時機(jī)很關(guān)鍵。中小河流由于流域面積小，匯流時間很短，洪水暴漲暴落，預(yù)警、預(yù)報的時效性很強(qiáng)，且發(fā)布預(yù)警和預(yù)報的時間間隔也很短，如2015年10月上旬鎮(zhèn)龍站的暴雨洪水，在5日1時達(dá)到發(fā)布藍(lán)色預(yù)警時機(jī)，2時達(dá)到升級發(fā)布黃色預(yù)警時機(jī)，3時達(dá)到發(fā)布預(yù)報時機(jī)。鎮(zhèn)龍站實際于5日4時25分出現(xiàn)洪峰水位，如果可以在5日0時根據(jù)實際降雨并獲取預(yù)見期降雨進(jìn)行分析預(yù)測，并發(fā)布預(yù)警，那么采取避險措施的時間就達(dá)到4 h以上，故對于中小河流而言，發(fā)布預(yù)警比發(fā)布預(yù)報更早，更有助于公眾采取避險措施。

如何延長預(yù)警預(yù)報的預(yù)見期，與加強(qiáng)對氣象預(yù)警信息的全程跟蹤、及時預(yù)測密不可分，并滾動做好預(yù)測預(yù)報，隨時做好發(fā)布預(yù)警的準(zhǔn)備。

（2）《水文情報預(yù)報規(guī)范》（GB/T22482-2008）對中小河流預(yù)警預(yù)報不適用，尚缺適用于中小河流預(yù)警預(yù)報的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)?！端那閳箢A(yù)報規(guī)范》（GB/T22482-2008）對建立方案、模型率定、精度等方面都有明確的規(guī)定，但是中小河流與傳統(tǒng)的大江大河預(yù)報有很大的區(qū)別，且目前很多中小河流仍欠缺方案，即使有方案，精度也不是很高，很難達(dá)到《水文情報預(yù)報規(guī)范》（GB/T22482-2008）中常規(guī)預(yù)報的精度要求，在開展中小河流預(yù)警預(yù)報過程中，迫切需要一個針對中小河流預(yù)測預(yù)警預(yù)報的規(guī)范，使實際操作起來更方便也更規(guī)范。

5 結(jié)語

通過幾年來的不斷發(fā)展，廣西的“預(yù)測—預(yù)警—預(yù)報”水情服務(wù)模式不斷成熟，根據(jù)對鎮(zhèn)龍江鎮(zhèn)龍水文站“2015.10”暴雨洪水進(jìn)行預(yù)測預(yù)警預(yù)報服務(wù)模式的探討，該模式在實際應(yīng)用中是完全可行的，為了更好地開展該項工作，預(yù)測方面需要強(qiáng)化氣象知識的學(xué)習(xí)及應(yīng)用，預(yù)警方面需要滾動分析預(yù)測，及時發(fā)布預(yù)警，預(yù)報方面需要對中小河流盡快建立降雨～水位（漲幅）預(yù)估方案及三角形入流等傳統(tǒng)方法的掌握，盡快完成全區(qū)中小河流項目預(yù)報方案編制，實現(xiàn)全區(qū)自動預(yù)報與人工交互相結(jié)合的預(yù)報架構(gòu)。

（責(zé)任編輯：劉征湛）

Discussion on flood prediction-alarm-forecast mode for middle and small rivers

WU Li-yuan，HUANG Jian-bo，TENG Pei-song

（Guangxi Hydrology and Water Resources Bureau，Nanning 530023，China）

The Zhenlong hydrological station on Zhenlong River，one of the tributaries of Yujiang River，had seen a storm flood in October of 2015.The authors analyze the progress of this storm flood and summarize experience in rainfall amount and river regime prediction，alarm and forecast of this time；probe into the forecasting problem of Zhenlong station.It is put forward that more meteorological knowledge and application are required for prediction；rolling analysis and prediction as well as timely warning are required for alarm；rainfall-water level prediction scheme shall be established for middle and small rivers as soon as possible；traditional methods such as triangular inflow are also suggested.

Middle and small rivers；flood prediction；flood alarm；flood forecast；Zhenlong River

P338

B

1003-1510（2016）03-0001-04

2016-00-00

吳立愿（1983-）女（侗族），廣西龍勝人，廣西水文水資源局工程師，學(xué)士，主要從事水文情報預(yù)報工作。