觀音閣流域洪水預(yù)報(bào)模型初探

劉 波，馬廣明

（（遼寧省觀音閣水庫管理局，遼寧 本溪 117100）

1 流域概況

觀音閣水庫位于遼寧省本溪市本溪縣小市太子河干流上游，是一座以防洪和灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等大型綜合性水利樞紐工程，水庫的工程標(biāo)準(zhǔn)為千年設(shè)計(jì)，萬年校核，控制流域面積2 795 km2，總庫容21.68×108m3。觀音閣水庫屬于多年調(diào)節(jié)水庫，年平均降雨778 mm，河道平均坡降0.125%，多年平均來水量為11.1×108m3。由于流域暴雨集中、強(qiáng)度大，加之地形較陡，因而水庫入庫洪水具有山區(qū)洪水的特點(diǎn)，洪水歷時(shí)短，漲落急劇，來勢(shì)兇猛，洪峰高，洪量相對(duì)較小。加之水庫下游人口眾多，因此水庫防洪任務(wù)艱巨。

2 洪水預(yù)報(bào)模型

2.1 單元?jiǎng)澐峙c預(yù)報(bào)模型選取

以水庫流域?yàn)榛締卧M(jìn)行洪水預(yù)報(bào)方案的研究。經(jīng)比較分析，太子河流域與渾河流域都地處遼寧省的東部，均屬于半濕潤(rùn)半干旱地區(qū)，下墊面狀況都很相似，降雨分布的特點(diǎn)也很近似，入庫洪水都具有山區(qū)洪水的特點(diǎn)，因而流域的產(chǎn)流模型都選用大伙房模型,匯流模型采用經(jīng)驗(yàn)單位線。

2.2 產(chǎn)流模型原理

大伙房產(chǎn)流模型是8參數(shù)超滲產(chǎn)流計(jì)算模型，引用雙層入滲曲線進(jìn)行扣損計(jì)算，并以拋物線描述上層蓄水量和雙層下滲率分布狀況。

2.2.1 產(chǎn)流模型

（1）不透水面積上的徑流

式中 P為時(shí)段降雨量，KC是流域蒸散發(fā)能力與ER大水體蒸發(fā)量的比值；C為日降雨觀測(cè)的時(shí)段數(shù)；g為流域不透水面積占總流域面積的比值。

（2）地面壤中流

（3）流域總徑流

2.2.2 流域蒸散發(fā)

（1）當(dāng)降雨量超過流域蒸發(fā)能力時(shí)，即凈滲雨強(qiáng)PC＞0，土壤表層蓄水量

土壤下層逐時(shí)段土壤蓄水量

（2）當(dāng)日流域平均降雨量小于流域蒸發(fā)能力，即P＜ED時(shí)，表層蒸散發(fā)量

t+1日表層蓄水量

下層蒸發(fā)量

當(dāng)（S-Eu）＜0時(shí)，

t+1日下層土壤蓄水量

2.3 匯流模型原理

觀音閣水庫以上流域的匯流模型采用經(jīng)驗(yàn)單位線，是選擇降雨和徑流資料完整、對(duì)應(yīng)較好的不同天氣系統(tǒng)、降雨強(qiáng)度和暴雨中心位置的洪水過程，綜合分析出5種類型的經(jīng)驗(yàn)單位線。

3 模型參數(shù)優(yōu)選

3.1 產(chǎn)流參數(shù)優(yōu)選

以觀音閣水庫的19場(chǎng)歷史洪水為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)流模型的8參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。 產(chǎn)流參數(shù)優(yōu)選成果：不透水面積占全流域面積之比值G＝0.05；表層蓄水容量曲線形狀參數(shù)A＝4.332；下滲率拋物線分配曲線形狀參數(shù)B＝0.907；下層下滲曲線曲率K＝0.353；表層蓄水容量 S0＝65；下層蓄水容量 U0＝85；下層蓄水容量與地下水庫蓄水容量（V0）之和D0＝160。蒸發(fā)值的選取見表1，產(chǎn)流調(diào)試結(jié)果見表2，產(chǎn)流模型參數(shù)調(diào)試精度見表3。

表1 蒸發(fā)值的選取

表2 觀音閣水庫以上流域產(chǎn)流調(diào)試結(jié)果

表3 觀音閣水庫以上流域產(chǎn)流模型參數(shù)調(diào)試精度

3.2 匯流調(diào)試結(jié)果

應(yīng)用5條經(jīng)驗(yàn)單位線對(duì)流域的23場(chǎng)歷史洪水進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果見表4。流域匯流調(diào)試精度見表5。

表4 觀音閣水庫以上流域匯流調(diào)試結(jié)果

表5 觀音閣水庫以上流域匯流調(diào)試精度

4 結(jié)論

觀音閣水庫流域洪水預(yù)報(bào)模型的應(yīng)用，使產(chǎn)流預(yù)報(bào)精度比較高,徑流深的模擬精度達(dá)到了93.4%，合格率達(dá)到了94.7%；經(jīng)驗(yàn)單位線用于觀音閣水庫以上流域的匯流預(yù)報(bào)精度比較高，峰值的合格率達(dá)到了95.7%，總體的合格率也達(dá)到了78.2%。