烏斯渾河大盤道水文站產匯流分析

曹志峰，馮本領，曾祥斌

( 牡丹江水文局，黑龍江 牡丹江157000)

1 流域概況

1.1 自然地理特征

大盤道水文站位于大盤道村北約600 m處，是牡丹江右岸支流烏斯渾河上的一個區域代表站，流域面積為3 288 km2，流域內地形為丘陵山區。烏斯渾河發源于林口縣寶林鎮大頂子山，現流域內林木砍伐和開荒種地，植被逐漸被破壞。干流河長109.3 km，平均坡度0.00085。

1960年遇大洪水，斷面發生嚴重變形失去控制作用，由原斷面上遷1 880 m，遷后1964—1965年按不同水位僅進行對比觀測達到歷年水位變幅的98%，水位～流量關系進行了換算，流域面積變化很微小，且其間沒有支流匯入。

1.2 氣象水文特征

大盤道水文站多年平均降水量562.7 mm，降水的年際變化較大，歷年最大降水量(1960年) 809.0 mm，歷年最低降水量(1975年)377.4 mm。

本站降水主要集中在汛期6—9月，多年平均6—9月降水量為393 mm，約占年降水量的70%。歷年最大6—9月降水量647.5 mm(1960年) ，歷年最小6—9月降水量294.8 mm(1975年) ，歷年最大月降水量348 mm(1957－08) ，歷年最大日降水量128.5 mm( 1960－08－23) ，歷年最大1 h降水量39 mm(1976－08－09T18:00:00) 。本站洪水為典型的雨洪徑流，年最大洪峰集中出現在汛期7—10月，尤以8、9月份最為集中，8、9月份出現年最大洪峰的概率為75%。

本站洪水過程大多為單式洪峰，洪峰停留時間一般在2 h左右，漲、落水歷時都比較短，峰型較瘦。本站的洪水來源是烏斯渾河干流。建站后出現6 次較大洪水，1957年、1960年、1964年、1965年、1981年、1991年。

1.3 水利工程情況

流域內有小龍爪、前進、中山陽中小水庫總控制面積在180 km2，總庫容1 700 萬m3左右，對流域水量調解甚微。

2 資料情況

大盤道水文站1953年5月建站，該站觀測項目比較齊全，是牡丹江地區建站比較早的一個國家基本水文站。本次產匯流分析資料使用從1960—2004年，雨量資料共計8401站年，流量資料共計38 站次。

3 產匯流分析

3.1 產流分析

3.1.1 流域前期土壤含水量Pa 的計算

式中:Pat+1為次日的土壤含水量，mm;Pat為當日的土壤含水量，mm;Pt為當日的降雨量，mm; Rt為當日的徑流量，mm; K為土壤含水量折減系數。計算方法為:

式中:Em 為流域是蒸發能力，mm; Wm 為流域最大蓄水量，mm。

K 值初算為0.97，經多次試算5—9月份各月的土壤含水量折減系數，分別為0.95、0.95、0.96、0.97、0.97。

3.1.2 流域最大蓄水量Wm 的計算

流域最大蓄水量Wm 是計算Pa 的主要參數，對降雨徑流關系有直接影響。Wm 的初算是在歷年實測雨洪資料中選擇久旱無雨之后降雨較大產生徑流的資料。一般可以認為形成洪水前的土壤含水量很小接近零，一場大的降雨的損失量可視為Wm 的初估值。即:

式中:P 為降雨量，mm; R 為本次降雨產生的徑流量，mm; E為降雨期間的蒸發量，mm。

對上述初選的Wm、K 值進行反復試算優先后Wm 取110 mm。

3.1.3 產流分析方法

本次分析采用蓄滿產流模型進行分析，其降雨徑流計算公式為:

當:P+a≥Wm'，R=P+W0－Wm

式中:Wm'為蓄水量中最大值;b 為反映流域內蓄水容量不均勻系數，取0.3;R 為徑流深; W0為流域前期蓄水量，初值取55 mm;Wm 為流域平均最大蓄水量( 經分析采用110 mm) 。

3.1.4 分析評定

根據中華人民共和國發布的《水文情報預報規范》GB/T 22482－2008(6.5.4) 中規定，徑流深預報以實測值的20%作為許可誤差，當該值＞20 mm時，取20 mm; 當＜3 mm時，取3 mm。經對1960 ～2003年共38 場次洪水降雨徑流計算分析，產流分析合格率為63.2%。此分析成果可用于該站洪水預報的參考和流域來水量的估算。

3.2 匯流分析

匯流分析采用6 h經驗單位線法，共分析了19600809、19640821、19650808、19660731、19850724、19900824、19910731共7 次大、中、小洪水過程資料，擬合成果較好。

3.2.1 地面徑流量計算

用綜合退水曲線結合時段雨量進行前峰退水及峰后雨造成的徑流分割，退至基流后，把地面及壤中流合并計算出地面徑流量。

3.2.2 單位線計算

單位線時段Δt 選取采用6 h，Δt=( 1/2 ～1/4) tP，能滿足推算地面徑流過程的要求，根據時段凈雨及假定單位線，求出地面徑流過程，并與實測徑流過程擬合，著重于峰值及其附近過程的吻合，此假定的單位線即為所求的單位線。

4 結 語

由于烏斯渾河大盤道站以上流域面積較大，流域內雨量站點較少，部分年份站點變化較大，降雨時空分布不均，而采用固定的6 h單位線來推算流量過程和洪峰流量，不能反映流域內的實際產匯流過程，因而造成一定程度的誤差。為了提高預報精度，應做到以下2 方面: ①必須增加流域內的雨量站網數量，真實反映流域內的平均降雨量; ②將推算單位線的時段要縮短，真實反映計算時段內的雨強，增加預報方案的預見期和精度。

［1］揚州水利學校. 水文預報［M］. 北京:水利電力出版社，1997.

［2］中華人民共和國水利部水文局. 水文年鑒:1960—2004［G］.北京:中華人民共和國水利部，2004.