中小型水利工程施工水文預報的一般經驗方法

張海濤，王忠瑞

(1.通河縣清河鎮二站水庫管理站，黑龍江通河150900;2.哈爾濱市水務局，哈爾濱150010)

在中小型水利工程的施工期，為保證安全施工，增長預見期，施工時應研究施工的水文預報問題。施工時期河流水情不斷發生變化，如能開展施工水文預報，則可在施工過程中爭取主動，工作能有計劃的安排，特別是碰到較大洪水時，水文預報尤為重要，可以及時采取必要的緊急措施，以避免或減少災害的損失。本文根據在這方面多年工作的總結，就施工水文預報的一般經驗方法做一簡單介紹。

水文預報可分為洪水預報與枯水預報兩類。在洪水預報中，一般根據施工的不同要求及資料的不同情況，分別采取相應水位預報，流量演算預報及降徑流預報。枯水預報主要根據流域的退水規律進行預報。另外，如預見期需要較長時可采用中長期預報。

1 洪水預報

天然河道中的洪水波由上游往下游傳遞有一定的規律，如河段區間無支流或其他影響時，采用相應水位法預報洪峰水位是簡單可行的，預報的精度也可滿足要求。要根據河段上下斷面的實測水位過程線，摘錄相應的洪峰水位及其出現時間，就可點繪兩站的洪峰水位相關關系。在預報時，只要測得了上斷面的洪峰水位，就可以預報出下斷面的洪峰水位及其出現時間。

對于區間有支流來水或其他影響時，上下斷面洪峰水位關系不好，此時可根據區間不同的影響因素作出如下不同參數的相關關系:①以下游站同時水位作參變數的洪峰水位相關;②用上游站水位漲率為參數的洪峰水位相關;③以區間雨量或以支流水位為參數的相應水位關系;④以回水影響為參數的相應水位關系。一般來說，考慮這些影響因素后，相關關系較好，可以提高預報精度。

對于中小河流，由于流域面積較小，集流時間較短，根據上游站洪峰水位來預報下游站的洪峰水位，往往因預見期太短，不能滿足施工上的要求，此時可從流域暴雨量來預報下游洪峰水位，但由于暴雨量預測洪峰水位，因牽涉的因素較多，預報精度可能較低。

在施工中，當工程進入到邊蓄水邊施工階段，攔河壩部分有攔洪作用，水位上漲是緩慢的，也可以采用水位趨勢法預報洪峰水位，預報精度較高。

當施工預報數需要流量而不是水位時，可用馬斯京根法或匯流曲線進行河道演算。

2 枯水預報

中小型水利工程施工大都在枯水期進行，由于枯水期流量主要是由地下水供給，變化比較穩定，如無降雨的影響，一般規律性甚好，因此可以根據過去枯水時期流域退水的規律進行預報。退水曲線預報法可用作圖方法進行，把預報地點多次洪水退水段在水平方向移動使之與實測退水曲線擬合，此時所得的下包線即為標準退水曲線。根據退水曲線由已知某日流量可以預報若干日后的流量。在實測流量資料較多的情況時，這種預報方法有一定的精度。

3 中長期預報

短期預報預見期較短，一般不超過1～3 d，在施工中有時為了有計劃地安排施工進度，需要較長時期的水文變化情況，可用中長期預報方法來預報未來的水位和流量。

目前中長期預報仍處于研究和發展階段，預報數值精度仍不能完全滿足要求。但是在實際工作中，可以用中長期預報數值作參考，而用精度較高的短期預報進行修正。中長期預報方法較多，目前常用的有以下幾種方法:

3.1 降雨徑流方法

根據氣象部門預報的中長期降水資料，利用本流域的降雨徑流關系，作出河道或水庫徑流量的中長期預報。顯而易見，這種預報方法的精度取決于氣象部門降水預報的精度，由于目前中長期降水預報還沒有過關，準確度多在60%左右，若降水預報失誤，就必然導致水文預報誤差較大，這就給此類方法的應用帶來很大的限制。

3.2 氣象物理成因法

從成因上看，徑流是大型天氣過程的產物，而對歷史天氣資料分析證明大氣環流和大型天氣演變有一定的規律，因此可以利用表征大氣環流的某此氣象要素與水文要素建立關系進行中長期預報。

3.3 數理統計法

此類方法是從大量歷史資料中用統計方法尋求統計規律和關系，然后利用這些統計規律進行預報，目前由于數理統計理論不斷發展與電子計算技術的大力推廣，使繁復的計算大為簡化，數理統計方法在實際預報中得以廣泛應用，不過這種方法除具有定量的優點外，在預報的精度方面并沒有多大的改善。

最后，為完成以上施工水文預報工作，應搜集必要的水文資料。在工地上可設臨時觀測設施如水尺等進行必要的流量測驗，以便建立不同水位與流量、流速、面積的關系曲線，同時還應搜集工地附近水文站的資料，尋求水文站與工地二者之間的水文變化規律，作為施工時掌握河流變化的基本資料，防止各種可能出現的洪水，以保證工地安全。

［1］長江流域規劃辦公室水文處.水利工程實用水文水利計算［M］.北京:水利電力出版社，1980.

［2］華東水利學院.水文學的概率統計基礎［M］.北京:水利電力出版社，1998.