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新安江模型在洪水预报中分析

【摘 要】:新安江模型是在经过长期的实践下和基于对水文规律深度认识的基础上建立的一个概念性水文模型,其具有一定的物理意义,能够反映出河流的水文特征和降雨径流的形成过程,其在河流洪水预报中有着较大的应用之处.对此,本文主要对使用新安江模型做预报的墓底河水文情况做了相关的阐述,并同时对新安江模型在墓底河洪水预报中的实际应用进行了相关的分析.

【关键词】:新安江模型;洪水预报;暮底河

【引言】:水文预报方案是洪水作业预报中的基本依据,其对于中小河流防洪水预报有着较大的有利之处.在墓底河中应用新安江模型进行洪水预报,首先要根据洪水预报的任务,来确定预报断面和预报的要素,以对预报的流域及其的基本情况合基础水文信息等资料进行采集,在采集后再分析流域的断面洪水行洪规律,并根据断面洪水的特点来选用洪水预报模型和方法,以建立起预报要素的推算方法.墓底河使用新安江模型进行洪水预报的目的是为了对流域的洪水出流情况进行精准的计算,提高洪水预报的准确性.

1、对应用新安江模型的墓底河洪水概况分析

1.1墓底河的流域概况

暮底河归属于红河流域泸江水系盘龙河一级支流,其发源于文山州薄竹镇薄竹山,在文山市开化镇暮底河村汇入盘龙河,中上游称顺甸河,下游称暮底河.墓底河的河流总长为42.1km,落差是1725m,河床平均比降为18.2‰,流域面积大概是295.5km2作用.由于墓底河雨季受到季风环流的控制,使得其每年在5月到10月期间不断的发生暴雨情况,降雨量也达到了全年雨量的80%以上.

1.2墓底河流域暴雨洪水特性

暮底河流域的洪水主要来自于暴雨,成因关系非常的密切,且暴雨与洪水基本处于同频率.通过对暮底河水文站实测资料的分析发现:墓底河一次洪水过程的一般不超过37h,且起涨历时在3~8h之间,主要以单峰为主,峰高而量小,属于典型的山区性小流域陡涨陡落的洪水特性.墓底河流域内平均最大24h暴雨量为77.0mm,基本是以单点式为主,具有暴雨历时短、强度大(多年平均雨强为33mm/h)、暴雨集中程度高(多年平均6h暴雨量占24h暴雨量的70.9%,1h暴雨量占24h暴雨量的42.9%)的特点.墓底河发生洪水灾害的原因是因为受到了较长时段的累积面降雨,其单一站点受到较大降雨不一定会形成洪灾,但若流域性长历时面降雨达到一定量级,必会形成洪水造成灾害.

2、墓底河应用新安江模型的洪水预报方案

2.1预报模型确定及参数优选方法

暮底河(伍家寨断面)的水文站预报方案如下:

墓底河还未建设水文站,由表1.1可知,暮底河与盘龙河流域的水文特性基本相似,且流域距离比较相近,因此参数移用邻近的下垫面条件相似的盘龙河流域龙潭寨水文站参数率定的结果,并用预报断面他披、高枧槽、坝心、小街、戈革、伍家寨等站来建立起预报模型,用于进行洪水预报.龙潭寨站参数率采用的是S_3(新安江三水源蓄满产流模型)和LAG_3(三水源滞后演算汇流模型),拟合龙潭寨站洪水来进行预报,同时参考了龙潭寨站的实测流量资料,选取了2013~2014年2场洪水进行参数的率定.预报模型参数优选是通过水量平衡方法初步来进行参数拟合的,然后按照目标最佳拟合法对洪水参数进行优选.暮底河暮底河(伍家寨断面).

2.2.1预报站点选用

盘龙河流域龙潭寨站方案一站点选用:

雨量站的选用:流域内有腻革龙、地白、白色姑、车白泥、砚山新寨等等站点,而暮底河为2012年中小河流的新建站,阿舍、大木克、牛腊冲为2009年中小河流一期新建遥测雨量站.流域内资料较长的有砚山新寨、戈革、龙潭寨等雨量站,其中只有戈革、龙潭寨为自记站,其他皆为人工委托观测,2012年才改为自记站,其不具备编制洪水预报方案的要求,因此建方案时为了考虑资料的连续性、一致性,仅选用2013~2014年的雨洪资料.

(1)三水源蓄满产流模型(S-3).三水源蓄满产流模型包括蒸散发计算、产流量计算和分水源计算三部分.由于S量测上的困难,使得其多采用类似流域的参数值,来确定一套模型参数的初始值,以用模型模拟出产汇流过程.S-3中的K为流域蒸散发折算系数,实测的蒸发量乘上K即是流域蒸散发能力.流域平均的蓄水容量,以mm计,其是反映流域干旱程度的指标,主要分成三层,相应的容量系数分为WUM、WLM和WDM.C是深层蒸发折算系数,其参数对湿润地区影响不大,但对半湿润地区及半干旱地区的影响非常大.IMP是不透水面积占全流域面积的比例,B是流域蓄水容量曲线的方次,B和IM对全流域蓄满的洪水不起作用,但在局部产流时是有一定作用的.KG、KI分别是自由水蓄水库的地下水出流系数及壤中流出流系数,其实对应着自由水蓄水孔的两个出流孔,是并联的结构.为流域平均的自由水蓄水容量,EX则是自由水蓄水容量曲线的指数.

2.3方案构建

暮底河站预报方案为1个方案输入:区间输入采用的是蓄满产流模型(S_3)和滞后演算模型(LAG_3);模型调试为2013~2014年资料,率定方法则是Rosenbrock方法,雨量权重计算全部采用泰森多边形划分.暮底河站参数移用下游的龙潭寨站率定结果,移用时LAG-3参数中滞后时段数LAG不能进行直接的移用,应根据预报断面以上的集水面积、河长、比降等流域特征参数适当调整,暮底河站F等于284m2,LAG等于1.

2.4方案评定与检验

因暮底河水文站无具体水位流量资料,且洪水无调查成果,因此其的预报方案无法进行检验.墓底河移用的龙潭寨站方案参数也因雨量资料失真(多为两段制人工观测)而不具备检验条件,尚不能对方案精度进行定量评定,待自动测报站点运行一定年限后,再对方案所需资料进行补充完善,同时进行率定修订,届时再对方案进行评定.

结语

综上所述,新安江模型是概念性水文模型的代表,其的模型理论体系对于洪水预报有着较大的有利之处,在墓底河洪水预报中使用新安江模型,不但有利于新安江模型的发展,也有利于墓底河流域的水流安全.

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