廖文凱

（柳州市水文水資源局，廣西 柳州 545001）

柳州市無(wú)資料地區(qū)中小河流水位站預(yù)警預(yù)報(bào)方法探討

廖文凱

（柳州市水文水資源局，廣西 柳州 545001）

針對(duì)柳州市新建33個(gè)中小河流水文（位）站水情預(yù)報(bào)問(wèn)題，通過(guò)分析這些中小河流的特點(diǎn)，調(diào)查測(cè)定防洪警戒水位，建立簡(jiǎn)單的面降雨量、降雨歷時(shí)、起漲水位和洪峰水位的多元回歸模型，整理出預(yù)警速查表。實(shí)踐證明：該方法效果較好，能較好地開展柳州市中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)工作。

中小河流；警戒水位；預(yù)報(bào)模型；速查表

隨著中小河流水位站的建設(shè)完成，中小河流的預(yù)警預(yù)報(bào)工作將成為水情工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。當(dāng)前沒(méi)有足夠資料支撐中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)等相關(guān)模型，無(wú)法建立適合開展中小河流洪水預(yù)警預(yù)報(bào)的相關(guān)預(yù)報(bào)方案。因此，針對(duì)中小流域洪水特點(diǎn)，能夠用較短時(shí)間提供科學(xué)的及時(shí)的洪水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)信息十分必要。本文利用函數(shù)模型分析編制中小流域?qū)嵱煤樗A(yù)報(bào)模型，既簡(jiǎn)單、實(shí)用又有可操作性。

1 柳州市中小河流水文（位）站概況

2011年以來(lái)，隨著中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，柳州市水文水資源局新建了33個(gè)水文（位）站。目前，轄區(qū)內(nèi)共有36個(gè)中小河流水文（位）站（集水面積小于3 000 km2），其中集水面積在100 km2以內(nèi)有6個(gè)站，100～250 km2的有11個(gè)站，250～500 km2的有8個(gè)站，500～1 000 km2的有6個(gè)站，1 000～2 000 km2的有4個(gè)站。這些中小河流站點(diǎn)由于所處地理位置不同，河流特性也各不相同。如融水縣境內(nèi)的中小河流屬山區(qū)性河流，洪水暴漲暴落，匯流時(shí)間短，河道坡降大。而柳江縣境內(nèi)中小河流地處平原，河道坡降小，匯流時(shí)站較長(zhǎng)，洪水漲幅較小。當(dāng)前，柳州市水文水資源局中小河流僅四排、勾難和富樂(lè)有較長(zhǎng)雨量和水位流量資料系列，其余站點(diǎn)由于是近幾年新建的水位站，無(wú)流量資料系列，僅有2～5年水位、雨量資料系列。

2 中小河流特點(diǎn)

與大江大河洪水相比，中小河流在時(shí)空分布、成因、形成過(guò)程等方面有著顯著不同，歸納有如下特點(diǎn)：

（1）洪水暴漲暴落，洪水強(qiáng)度大，流速快、匯流歷時(shí)短，匯流時(shí)間一般在6 h以內(nèi)，個(gè)別站主雨峰后0.5 h出現(xiàn)洪峰；

（2）中小河流分布廣、數(shù)量多，各種流域自然地理、氣候特征復(fù)雜多樣，水文氣象條件也不相同；

（3）中小河流洪水具有季節(jié)性、突發(fā)性和頻發(fā)性，主要發(fā)生在夏季，雨季的強(qiáng)降雨往往造成中小河流突發(fā)性洪水災(zāi)害；

（4）中小河流洪水破壞性強(qiáng)，危害大，山區(qū)中小河流洪水常伴有泥石流、滑坡等山地災(zāi)害發(fā)生。

3 調(diào)查測(cè)定警戒水位

開展中小河流水位站的預(yù)警預(yù)報(bào)工作，首先要了解該河流內(nèi)自然地理特性、歷史洪水情況、水工程設(shè)施情況、水情站網(wǎng)建設(shè)等，并通過(guò)調(diào)查測(cè)量，測(cè)定該河段的防洪警戒水位。

當(dāng)前，部分中小河流防洪標(biāo)準(zhǔn)為3～5 a，大多數(shù)中小河流不設(shè)防。在調(diào)查設(shè)立防洪警戒水位的確定，堅(jiān)持以人為本原則，以洪水淹入居民房、重要的鄉(xiāng)村公路、橋梁的水位作為防洪警戒水位。調(diào)查測(cè)量以縣級(jí)防辦牽頭，水文局、當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)一同，調(diào)查水文站河段上下游主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村屯歷史洪水情況，最低受淹居民、單位等，最終商定警戒水位。由縣防汛辦下發(fā)文明確中小河流警戒水位，作為水文部門預(yù)警預(yù)報(bào)的依據(jù)。

4 預(yù)警預(yù)報(bào)方法[1]

4.1 方法簡(jiǎn)介

當(dāng)前柳州市水文水資源局中小河流水文站多為剛剛設(shè)立的站點(diǎn)，沒(méi)有流量測(cè)驗(yàn)資料，采用中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)和單位線，預(yù)報(bào)結(jié)果均是流量，無(wú)法換算成水位結(jié)果。目前新建中小河流收集有近3年雨量、水位資料，而影響中小河流洪水主要因素是次洪面降雨量，降雨歷時(shí)和起漲水位，通過(guò)對(duì)次洪面降雨量，降雨歷時(shí)、起漲水位與洪峰水位4因素建立多元回歸方程，得到預(yù)報(bào)回歸模型。在出現(xiàn)降雨過(guò)程后，立即收集面降雨量、降雨歷時(shí)和起漲水位，帶入多元回歸方程即可預(yù)報(bào)出河流洪峰水位。

4.2 預(yù)報(bào)模型建立

4.2.1 資料收集

以白寺圩水位站為例進(jìn)行預(yù)報(bào)模型建立。白寺圩水位站位于廣西柳州市鹿寨縣中渡鎮(zhèn)白寺圩村大寨屯，距中渡鎮(zhèn)16 km，為洛江上游干流黃臘河控制站。河流平均坡降2.58‰，流域面積232 km2。流域內(nèi)有魯腳、桐隘、黃臘3個(gè)雨量站和白寺圩水位站，分別按如下方法收集次洪面降雨量，降雨歷時(shí)、起漲水位與洪峰水位；

（1）次洪面降雨量計(jì)算。起始降雨量以小時(shí)面平均降雨量大于3 mm開始計(jì)，至最大3 h降雨量止，統(tǒng)計(jì)計(jì)算次洪面降雨量；

（2）降雨歷時(shí)T歷。起始降雨量以小時(shí)面平均降雨量大于3 mm開始計(jì)，至最大3 h降雨量止，統(tǒng)計(jì)計(jì)算降雨歷時(shí)；

（3）起漲水位Z起。統(tǒng)計(jì)本次洪水的起漲水位；

（4）峰現(xiàn)時(shí)間。最大3 h降雨量止的時(shí)間至洪峰水位出現(xiàn)時(shí)間的差值。

相關(guān)因素統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 預(yù)報(bào)相關(guān)因素統(tǒng)計(jì)

4.2.2 建立回歸模型

取各次洪峰水位與相應(yīng)的P面、T歷、Z起為參數(shù)建立多元回歸方程，形式為：Zm、白=aP面+bT歷+dZ起+C，通過(guò)對(duì)上述11場(chǎng)實(shí)測(cè)洪水資料，采用最小二乘法原理按似合得出各參數(shù)系數(shù)，得到預(yù)報(bào)回歸模型為：

Zm、白=0.01 555P面-0.03 338T歷+0.637Z起+50.8 486

采用上述模型對(duì)11場(chǎng)洪水進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果誤差在0.2 m以內(nèi)的7場(chǎng)，0.2～0.3 m的3場(chǎng)，0.3～-0.5 m的1場(chǎng)，方案合格率達(dá)91%?；緷M足中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)要求。

4.3 建立預(yù)警雨量速查表

通過(guò)預(yù)報(bào)回歸模型，統(tǒng)計(jì)水位達(dá)到警戒水位141 m時(shí)的不同起漲水位、降雨歷時(shí)及面平均降雨量，建立預(yù)警雨量速查統(tǒng)計(jì)表，便于預(yù)警工作的開展（見表2）。

表2 預(yù)警雨量速查統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)中小河流洪水的面降雨、洪峰水位進(jìn)行分析，建立了面降雨量、降雨歷時(shí)、起洪水位和洪峰水位預(yù)報(bào)模型，該模型參數(shù)少，參數(shù)統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)單，在資料較少，且無(wú)流量資料的情況下對(duì)中小流域洪水預(yù)報(bào)具有一定實(shí)用價(jià)值。柳州市水文水資源局通過(guò)使用該方法，已經(jīng)較好地開展了中小河流預(yù)警工作，效果較好。

[1]水利部水文局水文信息中心.中小河流山洪監(jiān)測(cè)與預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)研究[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

（責(zé)任編輯：周 群）

Forecast method of middle and small river level stations in data-less areas of Liuzhou City

LIAO Wen-kai
(Hydrology and Water Resources Bureau of Liuzhou City,Liuzhou 545001,China)

In order to determine the forecast method for the 33 new hydrological(level)stations on middle and small rivers in Liuzhou City,the characteristics of rivers were analyzed;alarm water level was investigated;simple multiple regression model was set up incorporating surface precipitation,rainfall duration,initial rising level and flood peak level;based on which the quick search sheets were made.As demonstrated by practice,this method renders good forecasting effects.

Middle and small rivers;alarm water level;forecast model;quick search sheets

P338

B

1003-1510（2016）06-0001-02

2016-01-09

廖文凱（1971-），男，廣西平南人，廣西柳州市水文水資源局高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事水文情報(bào)預(yù)報(bào)及水文分析工作。