摘要：根據(jù)南汀河流域現(xiàn)有水文、雨量站網(wǎng)資料，運(yùn)用中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，分別制作了南汀河干支流5個(gè)水文站單站洪水預(yù)報(bào)方案。根據(jù)河系所有子流域的上下游拓?fù)潢P(guān)系，將流域河系5個(gè)單站洪水預(yù)報(bào)方案構(gòu)建南汀河河系預(yù)報(bào)，并用大、中、小不同洪水量級(jí)進(jìn)行了預(yù)報(bào)實(shí)例分析。分析結(jié)果表明：南汀河河系預(yù)報(bào)構(gòu)建后，較單站預(yù)報(bào)時(shí)間縮短了4-5倍，有效提高了預(yù)報(bào)時(shí)效，可為開展南汀河預(yù)報(bào)、防汛減災(zāi)提供技術(shù)服務(wù)支撐。

關(guān)鍵詞：洪水預(yù)報(bào);河系預(yù)報(bào);南汀河流域;云南省

中圖法分類號(hào)：P338

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j .cnki.slsdkb.2020.08.002

1 研究背景

南汀河屬怒江左岸一級(jí)支流，流經(jīng)云南省西南部，為中緬國際河流。境內(nèi)流域面積8 245 km2，全部屬于云南省臨滄市，流域涉及臨滄市6個(gè)縣區(qū)33個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。南汀河干流上游為臨滄市主城區(qū)，下游為臨滄市最大壩區(qū)——孟定壩，該壩區(qū)為臨滄市主要糧食、經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)區(qū)。流域暴雨主要受孟加拉灣西南暖濕氣流影響，流域內(nèi)洪水主要由暴雨產(chǎn)生，暴雨洪水頻繁，下游孟定段為云南省級(jí)主要防洪河段。南汀河流域河流眾多，河系發(fā)育，集水面積大于100 km2的支流有9條，目前設(shè)有5個(gè)水文站，71個(gè)雨量站，南汀河流域河系及站網(wǎng)分布詳見圖1。本文提出利用流域內(nèi)已有暴雨洪水資料，編制南汀河流域的河系預(yù)報(bào)，提高預(yù)報(bào)效率，為南汀河流域防汛測(cè)報(bào)、應(yīng)急救援、管理保護(hù)、防洪減災(zāi)提供技術(shù)支撐和科學(xué)、準(zhǔn)確的決策支持。

2 南汀河流域河系預(yù)報(bào)

南汀河流域河系預(yù)報(bào)是利用南汀河流域每個(gè)子流域的實(shí)時(shí)降雨量值和流量值、預(yù)設(shè)的未來降雨量值、上游子流域水庫調(diào)度方式、率定后的參數(shù)及預(yù)報(bào)模型，并根據(jù)河系所有子流域的上下游拓?fù)潢P(guān)系，得出南汀河流域上所有子流域的預(yù)報(bào)結(jié)果[1-3]。

2.1 單站預(yù)報(bào)

根據(jù)南汀河流域5個(gè)水文站控制流域概況及資料情況，自上而下制訂單站預(yù)報(bào)方案如下：

（1）上游左翼支流西河設(shè)有西河水文站，控制面積193 km2。預(yù)報(bào)方案采用的方法是：方案有一個(gè)輸入，根據(jù)流域內(nèi)雨量站點(diǎn)，采用SMS_3（新安江三水源蓄滿產(chǎn)流模型）和LAG3（三水源滯后演算匯流模型）[4]，擬合西河水文站洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)。

（2）干流上游大文水文站，控制面積651 km2。預(yù)報(bào)方案采用的方法是：方案有3個(gè)輸入，將西河水文站、博尚水庫分別作為一個(gè)輸入，采用馬斯京根河道連續(xù)演算法（MSK）演算至大文水文站出口斷面;博尚一西河一大文水文站區(qū)間流域?yàn)榱硪粋€(gè)輸入，區(qū)間采用SMS_3和LAG_3，演算至大文水文站出口斷面。把所得過程疊加得到大文水文站流量過程。

（3）干流下游姑老河水文站，控制面積4 185 km2。預(yù)報(bào)方案采用的方法是：方案有2個(gè)輸入，將大文水文站作為一個(gè)輸入，采用MSK演算至大文水文站出口斷面;大文一姑老河水文站區(qū)間流域?yàn)榱硪粋€(gè)輸入，區(qū)間采用SMS_3和LAG_3，演算至姑老河水文站出口斷面。把所得過程疊加得到大姑老河水文站流量過程。

（4）下游右翼支流南捧河設(shè)有鳳尾壩水文站，控制面積712 km2。預(yù)報(bào)方案采用方法為：方案有2個(gè)輸入，將幫海水位站作為一個(gè)輸入，采用MSK演算至鳳尾壩水文站出口斷面;幫海一鳳尾壩區(qū)間流域?yàn)榱硪粋€(gè)輸入，區(qū)間采用SMS_3和LAG_3，演算至鳳尾壩水文站出口斷面。把所得過程疊加得到鳳尾壩水文站流量過程。

（5）大灣江水文站控制面積7 986 km2。預(yù)報(bào)方案采用的方法是：方案有3個(gè)輸入，將姑老河和風(fēng)尾壩水文站分別作為一個(gè)輸入，采用MSK演算至大灣江水文站出口斷面;姑老河一鳳尾壩一大灣江水文站區(qū)間流域?yàn)榱硪粋€(gè)輸入，區(qū)間采用SMS_3和LAG_3，演算至大灣江水文站出口斷面。把所得過程疊加得到大灣江水文站流量過程。

在建立單站預(yù)報(bào)方案過程中，預(yù)報(bào)方案模型參數(shù)成果均選用一定時(shí)期的連續(xù)歷史資料，其中包括大、中、小不同量級(jí)的洪水，特別是21世紀(jì)以來的大洪水資料，進(jìn)行率定優(yōu)選[5]。

2.2 河系預(yù)報(bào)

單站預(yù)報(bào)方案構(gòu)建率定完成后，根據(jù)南汀河流域所有子流域的上下游拓?fù)潢P(guān)系，通過區(qū)域管理模塊，將流域河系上5個(gè)站點(diǎn)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行河系預(yù)報(bào)構(gòu)建[6]，其結(jié)構(gòu)見圖2。

2.3 應(yīng)用實(shí)例分析

以南汀河下游干流控制站姑老河水文站64 a實(shí)測(cè)洪水資料為基礎(chǔ)，分析出南汀河大、中、小洪水量級(jí)，以“20140722”“20170911”“20180726”洪水分別作為大、中、小典型洪水，對(duì)南汀河7個(gè)水文預(yù)報(bào)斷面進(jìn)行單站預(yù)報(bào)，并采用南汀河河系預(yù)報(bào)進(jìn)行實(shí)例分析如下。

（1） 2014年7月20日受第九號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”減弱為熱帶風(fēng)暴影響，南汀河出現(xiàn)大范圍暴雨、大暴雨，此次降水過程歷時(shí)長、強(qiáng)度大，致使南汀河全流域均發(fā)生30～ 50 a一遇洪水，引發(fā)不同程度的洪澇災(zāi)害。2014年7月21日08：00對(duì)南汀河流域未來48 h展開洪水作業(yè)預(yù)報(bào)。單站預(yù)報(bào)5個(gè)站，平均每站約需4 min，河系預(yù)報(bào)5個(gè)站共約需4～5 min，較單站預(yù)報(bào)時(shí)間縮短4-5倍（見圖3）。預(yù)報(bào)結(jié)果合格率達(dá)88%[7]。預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)測(cè)成果比較詳見表1-5。（2）2017年9月10日08：00對(duì)南汀河全流域未來48 h洪水進(jìn)行作業(yè)預(yù)報(bào)，單站預(yù)報(bào)5個(gè)站，平均每站約需4 min，河系預(yù)報(bào)5個(gè)站共約需4～5 min，較單站預(yù)報(bào)時(shí)間縮短了4～5倍。預(yù)報(bào)結(jié)果合格率達(dá)76.0%。預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)測(cè)成果比較詳見表6-10。

（3）2018年7月26日08：00對(duì)南汀河全流域未來48 h洪水進(jìn)行作業(yè)預(yù)報(bào)，單站預(yù)報(bào)5個(gè)站，平均每站約需4 min，河系預(yù)報(bào)5個(gè)站共約需4～5 min，較單站預(yù)報(bào)時(shí)間縮短了4～5倍。預(yù)報(bào)結(jié)果合格率68.0%。其預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)測(cè)成果比較詳見表11-15。

從以上南汀河流域不同量級(jí)洪水預(yù)報(bào)結(jié)果可知：當(dāng)發(fā)生全流域降水，洪水量級(jí)達(dá)到大洪水級(jí)別時(shí)，采用河系預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)結(jié)果總體合格率達(dá)85%以上;當(dāng)洪水量級(jí)較小，采用河系預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)結(jié)果總體合格率低于70%，這是因?yàn)榱饔騼?nèi)集水面積較小的水文預(yù)報(bào)斷面合格率低。

3 結(jié)語

當(dāng)南汀河流域發(fā)生大洪水時(shí)，河系預(yù)報(bào)總體合格率達(dá)85%以上。南汀河河系預(yù)報(bào)構(gòu)建后，較單站預(yù)報(bào)時(shí)間縮短了4～5倍，提高了預(yù)報(bào)時(shí)效，取得了防汛減災(zāi)效益。河系預(yù)報(bào)是建立在單站預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，因此對(duì)每個(gè)單站預(yù)報(bào)斷面的模型參數(shù)率定需有一定數(shù)量的歷史資料支撐。由于河系預(yù)報(bào)可對(duì)區(qū)域洪水進(jìn)行快速作業(yè)預(yù)報(bào)，并提供防洪重點(diǎn)地區(qū)具有不同預(yù)見期和精度的洪水預(yù)報(bào)成果，同時(shí)整合人力資源，因此構(gòu)建河系預(yù)報(bào)是洪水預(yù)報(bào)未來發(fā)展的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?zhí)m.實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)[J].水利水電快報(bào)，1996，17（7）：31-32.

[2] 章四龍，中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)研究[J].水文.2002，47（1）：32-34.

[3]陳捍華，李蓓蕾.流域洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2005，11（2）：93-96.

[4] 夏達(dá)忠.流域洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京：河海大學(xué)，2005.

[5] 章四龍，洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[6] 水利部水文局.中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)報(bào)告和操作手冊(cè)[R].北京：水利部水文局，2011.

[7]CB/T 22482-2008水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范[S].

（編輯：唐湘茜）

作者簡介：施曉燕，女，工程師，主要從事水文水資源分析、水文預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、水利工程水文分析計(jì)算等工作。E-mail： 415770286@qq.com