廣東省暴雨徑流查算圖表在寧遠河水文預報中的運用

王槐南 邢向峰 陳太芳

（大隆水利工程管理局 海南三亞 572022）

《廣東省暴雨徑流查算圖表手冊》（以下簡稱《手冊》）為廣東省水文總站根據各地（含海南）實測資料總結出來的以廣東省綜合單位線法為主，推理公式法為輔的經驗方法。該《手冊》主要為設計服務，適用于集水面積小于 1000km2的水利工程。鑒于該手冊總結于較好的基礎資料，且簡單易行，故本文嘗試將這兩種經驗方法應用在寧遠河水文預報中。

1 廣東省綜合單位線法原理

廣東省綜合單位線是選用集水面積為2.30～950km2的 50個水文站共 639場雨洪對應資料綜合分析得出的。該方法主要由產流分析和匯流分析兩部分組成，產流分析采用初損后損法，匯流分析采用無因次單位線ui～xi表達的經驗線型進行卷積計算。

具體計算步驟如下：

（1）確定單位線滯時m1(為集水區內各點降水匯集到出口斷面的平均匯流時間)。通過集水區域特征參數關系圖，其中L為干流河長；J為干流坡降。

（2）確定適宜計算時段。查附表 5廣東省不同集水面積適宜計算時段tΔ表。

（5）設計雨量分配。按《手冊》中提供最大24小時和最大3天的設計雨型進行分配。分配好設計凈雨過程后，即可用綜合單位線推流：按公式計算單位線，tu可通過附表查得；為單位線總重；pt為上漲歷時，可由pt=（m1+0.5 tΔ）/1.595求得。

2 推理公式法原理

推理公式法以陳家琪等人提出的中國水科院推理公式為基礎，推求洪峰流量mQ 及相應匯流歷時τ：

式中：ht為t歷時的凈雨總量；m為匯流參數，查附表可得，其余參數同上。

根據公式（1）和公式（2），采用遞歸算法，即可求得洪峰估計值。

推理公式法計算設計雨量過程與廣東省綜合單位線法相似，推求設計洪峰關鍵在于正確確定m的取值范圍。

3 運用實例

3.1 流域概況

寧遠河為海南第5大河流，地勢東北高西南低，河床平均坡度4.62‰，集水面積1020km2。受海洋季風影響，流域全年降水絕大部分集中在汛期（5～10月）,降雨突發性強，洪水陡漲陡落。流域上建有毛拉洞水庫、南塔電站、大隆水庫、抱古水庫等水利工程，本文僅對大隆水庫進行研究。

大隆水庫位于寧遠河中下游地區，水庫集水面積 749 km2。寧遠河上游建有一座中型水庫毛拉洞水庫，總庫容為4895萬m3，集水面積為87 km2。該水庫溢洪道為無閘控制。前期降雨較少情況下，毛拉洞水庫未蓄滿，此時大隆水庫集水面積為662km2。

3.2 廣東省綜合單位線法

在實時洪水預報工作中，降雨過程已知,無需再做推求。只需按公式推求凈雨過程。tH為相應時段降雨量，根據大隆水庫集水面積大小確定單位時段tΔ=3h。劃分時段降雨量時，應以不拆散最大降雨時段為原則。將所得凈雨過程與單位線進行卷積計算即可求得預報洪峰流量，見表1。

3.3 推理公式法

本文采用圖解法推求預報洪峰流量。根據公式（1）計算不同歷時范圍內的洪峰流量，按式（2）反推不同洪峰所對應的匯流歷時。（1）分別計算 1～10個小時最大降雨量所形成的洪峰流量；（2）根據附表查m，將可能的洪峰流量值（取3～4個可能洪峰值試算）反推匯流時間τ。建立以時間為X軸，洪峰流量為Y軸的坐標系，繪制Qm～t、Qm～τ曲線。若兩曲線相交，則相交值為預報洪峰可能解，見表2。

表1 廣東省綜合單位線法洪水預報結果表

表2 推理公式法洪水預報結果表

3.4 模擬結果分析

兩種方法預報的洪峰相對誤差均在《水文情報預報規范》“降雨徑流預報以實測洪峰流量的20%作為許可誤差”的許可誤差范圍內。

廣東省綜合單位線法預報精度略高于推理公式法，這是由于前者有較好的資料基礎。參數的選擇至關重要，應根據參數的物理意義，結合實際情況進行調整。例如使用廣東省綜合單位線模擬 050926號洪水時，分析得知成峰降雨強度大，前時刻降水充足，全流域土壤蓄滿產流，土壤表面形成水膜，取下滲=0.0，且流域暴雨中心位于下游地區，相應縮短單位線滯時m1=3.0。一般情況下取m1=5.2，=4.3。同樣地，推理公式法在使用過程中也需結合實際情況，根據物理意義調整參數。當降水強度較大時，且集水面積內暴雨中心距離庫區較近，可相應縮短匯流歷時τ，當前期土壤含水量較高時，可相應減小下滲。一般情況下，τ大于m1。

4 結語

廣東省綜合單位線法及推理公式法參數較少，容易掌握，可作為無資料地區洪水預報參考方法。在使用時，可同時使用兩種方法，互為印證，提高預報結果的準確性和可靠性。

對于集水面積較大的工程或斷面，由于計算時段劃分過粗，不宜使用廣東省綜合單位線計算洪水總量。

在使用推理公式時，考慮到暴雨中心的位置變化，宜將mθ作為動態值使用。

1 廣東省水文總站.廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊[M].1991

2 SL250—2000水文情報預報規范[S].

3 陳家琪，張恭肅. 小流域暴雨洪水計算[M].北京：水利電力出版社，1985

4 包為民. 水文預報[M].北京：中國水利水電出版社,2006.