鮑志偉

（遼寧省丹東水文局，遼寧丹東118001）

0 引言

大洋河流域降水受西太平洋暖濕空氣和流域地形的影響，年降水量的分布自西向東遞增，多年平均降水量由東洋河上游800 mm，增至土牛河上游1 200 mm。降水量的年際變化較大，降水量的年內(nèi)分配也極不均勻，主要集中在6—9月，占年降水量的70%～80%，尤其7—8月降水比較集中，占全年的50%～60%。沙里寨站是大洋河的主要控制站，控制流域面積4 810 km2，河道比降為0.14%，近年來流域發(fā)生洪水較頻繁，2012年最大洪峰流量為8 010 m3/s，為有資料記載的第2位洪水過程。

目前，大洋河流域洪水預(yù)報主要以短期洪水預(yù)報為主，一般通過洪水單位線法或洪水預(yù)報模型在降雨結(jié)束后進行預(yù)報[1]，其預(yù)見期一般為4～6 h，無法滿足流域防汛調(diào)度要求。如何提高流域洪水預(yù)報的預(yù)見期，實現(xiàn)降雨氣象預(yù)報與洪水預(yù)報同步發(fā)布，提高區(qū)域洪水預(yù)見期。此文選取沙里寨水文站[2]歷史發(fā)生典型暴雨洪水的資料[3，4]，分析降雨過程，制作典型洪水單位線[5]，作為流域洪水估報的依據(jù)。實現(xiàn)氣象預(yù)報與洪水估報的同步預(yù)報預(yù)警，實現(xiàn)流域降雨前期洪水預(yù)報，并結(jié)合降雨后洪水短期預(yù)報，實現(xiàn)預(yù)報預(yù)見期的大幅提升，同時2種預(yù)報方法的結(jié)合，實現(xiàn)了洪水預(yù)報由估報到預(yù)報，由長期到臨近，由初步到精細的預(yù)報過程。實現(xiàn)了流域降雨前24 h以上的洪水估報，對大洋河流域防洪安全及區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、社會穩(wěn)定安康，具有重大意義。

1 應(yīng)用方法

大洋河流域洪水預(yù)報的方法一般采用蓄滿產(chǎn)流模型、三水源新安江模型、分布式模型等。通過模型與實際發(fā)生洪水的雨洪過程率定預(yù)報參數(shù)，實現(xiàn)洪水預(yù)報模型。一般根據(jù)測站累計資料情況，制作不同雨型情況下的多個模型進行雨洪配套，以便在日后降雨發(fā)生后選取相近條件的降雨模型進行洪水預(yù)報。通過對大洋河流域沙里寨水文站洪水預(yù)報各洪水場次的分析，挑選臨近年份，降雨量大，洪水破壞能力強的洪水過程單位線作為洪水估報的模型[6]。對2012年大洋河實際發(fā)生洪水的降雨過程進行統(tǒng)計分析，根據(jù)氣象預(yù)報對未來可能發(fā)生降雨的量級（扣除前期影響雨量至流域飽和狀態(tài)）進行典型降雨時段分配，見表1，實現(xiàn)未來模擬暴雨過程；通過選取的典型單位線[7]，輸入各時段分配降雨量進行洪水過程推求，實現(xiàn)長預(yù)見期模擬洪水估報過程。

2 實例分析

2.1 模擬預(yù)報資料選取

大洋河流域年平均降水量在800 mm以上，適合蓄滿產(chǎn)流模型，分析沙里寨站1958—2019年間30次典型洪水過程線，根據(jù)實際發(fā)生的洪水時間、降雨過程分布、洪水量級大小、前期影響雨量等因素分別制作降雨洪水過程線，綜合分析各次暴雨洪水的量級，選取適合的暴雨洪水過程作為典型洪水。本文選取2012年發(fā)生的暴雨洪水作為典型暴雨洪水過程，見表2。

表1 2012年大洋河流域典型暴雨分配過程計算表

2.2 模擬降雨洪水估報

通過歷史降雨洪水資料統(tǒng)計分析，選取有代表性、近年發(fā)生的致災(zāi)洪水[8，9]的降雨過程，作為簡化快速擬合預(yù)報的典型雨洪過程。選取2012年大洋河流域發(fā)生的實測洪水過程，其降雨特征由流域上游逐步向下游推進，主降雨帶主要集中在流域中游附近，前期影響雨量接近飽和狀態(tài)，洪水過程峰高量大，斷面以上平均降水量為235 mm，其前期基流為300 m3/s，實測斷面洪峰流量為8 010 m3/s，為有資料以來歷史洪水排位第2位。作為近年發(fā)生的大洪水，其降雨成因、分布類型及下墊面情況在今后一段時間能代表流域發(fā)生暴雨洪水的基本特征，可以作為降雨初期典型暴雨洪水的模板，用于初步估算未來可能發(fā)生的暴雨洪水情況，洪水模擬過程見表2。

表2 中，基流為模擬降雨前河流斷面流量；累計雨量為氣象預(yù)報雨量或未來可能發(fā)生雨量；凈雨量為此次模擬降雨量減去流域達到最大蓄水量的差值，此次單位線為3 h單位線過程。降雨過程為單位各時段凈雨推求的疊加過程，推求洪水過程為凈雨過程與基流的和。此次應(yīng)用的2012年洪水單位線為44個時段，表2中省略了其它時段。根據(jù)流域降雨分布情況，也可選擇不同特征的單位線作為降雨模擬預(yù)報的洪水單位線。

表2 大洋河流域典型洪水單位線洪水估報計算表

3 降雨模擬預(yù)報應(yīng)用與修正

一般根據(jù)氣象預(yù)報的降水量級、前期影響雨量情況、氣象預(yù)測降雨分布情況等因素，根據(jù)選取典型單位線進行降水典型過程分配[10]，可根據(jù)可能發(fā)生的不同降雨量級進行比例縮放，完成模擬計算，為簡化應(yīng)用，對可能發(fā)生降雨分50，100，150，200 mm等量級定量模擬，并制作洪水估報成果，見表3，以便進行快速查算。

表3 大洋河沙里寨水文站降雨模擬洪水估報成果表

模擬預(yù)報計算完成后，要根據(jù)歷史實際發(fā)生的洪水情況進行比較分析，調(diào)整其不合理的預(yù)報值，如實際發(fā)生的2017年洪水，在下墊面土壤蓄水量接近70%，流域平均降雨量為220 mm的情況下，實測洪峰流量為7 960 m3/s，其模擬預(yù)報成果一般不能大于2012年土壤接近飽和、流域平均降雨量為250 mm、實測洪峰流量為8 010 m3/s的洪水。通過選取典型洪水模擬未來可能發(fā)生的洪水量級[11]，再通過歷史洪水進行比較調(diào)整，可有效提高其模擬預(yù)報精度[12]，通過實際運用此方法進行模擬預(yù)報，其精度在80%以上，有效提高了洪水預(yù)報的預(yù)警期，為防汛決策提供了時間保障，為后期洪水預(yù)報提供參考。

4 結(jié)論與建議

大洋河流域沙里寨站通過連續(xù)使用降雨洪水估報、流域精細化預(yù)報、實時滾動預(yù)報，實現(xiàn)了預(yù)見期提升到雨前24～48 h，實現(xiàn)了與氣象預(yù)報[13]同步預(yù)測發(fā)布，通過天氣預(yù)報與水文預(yù)報的有機結(jié)合，提高了水文預(yù)報的預(yù)警預(yù)見期，有效延長了防汛決策時間，實際應(yīng)用過程中要注意以下幾點：

1）降雨成因及分布特征，是通過對大洋河流域歷史資料進行分析的，不同降雨類型、降雨特征、降雨分布區(qū)域等因素對同量級降雨產(chǎn)生的洪水洪峰過程有較大影響。

2）流域下墊面[14]主要是受流域前期蓄水量、河道前期基流等因素的影響[15]，要在降雨模擬洪水預(yù)報中充分考慮。

3）降雨模擬洪水估報為中長期洪水預(yù)報，要與歷史特別是臨近年份已經(jīng)發(fā)生的暴雨洪水量級、成因進行充分比較分析后確定洪峰數(shù)值。