不同時段降雨輸入對區域洪水預報精度的影響探討

王海龍

（遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003）

洪水預報主要輸入項是時段降水量，不同時段降雨輸入對于洪水預報精度影響不同，有一些研究成果[1～5]認為降雨時段越短，其對洪水預報精度影響程度越大。也有一些研究成果[6～12]認為降雨輸入時段對洪水預報精度影響可通過動態調整模型預報參數來降低。這些研究成果研究出發角度不同，使得其研究結果有所差異。為提高區域洪水預報精度，需要對其降水輸入時段進行研究，從而為制定較為成熟的洪水預報方案提供重要的支撐。大凌河流域屬于遼西西部第一大河流，流域夏季暴雨洪水較多，為提高大凌河流域洪水預報精度，本文從靜態和動態模型參數角度出發，定量分析3 h、6 h、9 h 三個時段降雨輸入對區域洪水預報精度的影響。研究成果對于制定大凌河流域洪水預報方案具有重要參考價值。

1 研究方法

本文以在遼西地區應用較好的垂向混合產流模型作為區域洪水預報模型，從靜態和動態模型參數角度出發，定量分析3 h、6 h、9 h三個時段降雨輸入對區域洪水預報精度的影響。靜態參數是指采樣同一組新安江模型參數，改變降雨輸入數段，分析不同降雨輸入時段下的洪峰和洪量的影響程度。動態參數是指在改變降雨輸入時段的同時，對模型參數進行動態調整，使得預報值和實測值盡量吻合，從而分析不同降雨輸入時段對垂向混合產流模型在大凌河流域洪水預報精度的影響程度。

2 不同降雨時段對洪水預報精度影響分析

2.1 大凌河流域概況

本文以遼西第一大河流大凌河流域作為研究區域，大凌河流域總的集水面積為2.35萬km2，流域多年平均降水量為600 mm 左右，屬于典型的干旱半干旱區域，降水主要集中在夏季，夏季暴雨時段較為集中，一般場次暴雨洪水從起漲到下落歷時不超過24 h，屬于典型的陡漲陡落型洪水。流域暴雨時段較多，暴雨主要集中在12 h內，最大1 h暴雨量在100 mm 左右。本文以該典型流域為研究實例，分別結合動態和靜態水文模型參數，定量探討不同降雨輸入時段對垂向混合產流模型的影響。

2.2 同一組參數下不同降雨輸入時段洪水預報精度分析

選取的大凌河流域6 場典型流域洪水數據，對同一組參數下3 h、6 h、9 h 三個降雨輸入時段洪水預報精度進行分析，結果見表1。

由表1 可看出，在同一組垂向混合產流模型參數下各典型流域不同時段降雨輸入對洪水預報精度影響具有一定的規律型，即表現為降雨時段越短，其洪水預報評價指標越高，精度越好，這主要是隨著降雨輸入時段的遞增，降雨隨著時間有所均化，而受到降水均化影響，洪水預報精度有所降低。因此在編制大凌河流域洪水預報方案時，應該盡量縮短降雨輸入時段，從而提高洪水預報的精度。

表1 大凌河6場典型流域洪水同一組參數下不同降雨輸入時段洪水預報精度分析結果

2.3 不同參數組合下不同降雨輸入時段洪水預報精度分析

在同一組垂向混合產流模型參數下對不同時段降雨輸入對洪水預報精度影響分析的基礎上，分別對3 h、6 h、9 h 三個時段降雨輸入下對應的垂向混合產流模型參數進行設置（見表2），同樣結合上節大凌河流域6場典型流域洪水數據對不同參數組合下3 h、6 h、9 h 三個降雨輸入時段洪水預報精度進行分析，結果見表3。

表2 不同降雨輸入時段對應的垂向混合產流模型參數值

由表3 可以看出，各典型流域不同參數組合下的降雨輸入時段對洪水預報精度動態影響具有一定的規律，和同一組靜態參數存在明顯的差異度，即降雨輸入時段對其洪水預報精度影響度減弱較為明顯，這主要是因為在進行模型參數組合時，其對洪水預報值和實測值盡量吻合，因此通過動態調整垂向混合產流模型的參數，降低了不同降雨輸入時段對模型洪水預報精度的影響，因此不同降雨輸入時段對洪水預報精度影響差異度較小。而在編制洪水預報方案時，對方案中的洪水預報模型參數較為固定，即為靜態參數，因此在洪水預報時，可盡量縮短降雨輸入時段，提高洪水預報的精度。

表3 大凌河6場典型流域洪水不同參數組合下不同降雨輸入時段洪水預報精度分析結果

3 結語

降雨時段越短，其洪水預報評價指標越高，精度越好，這主要是隨著降雨輸入時段的遞增，降雨隨著時間有所均化，而受到降水均化影響，洪水預報精度有所降低。因此在編制大凌河流域洪水預報方案時，應該盡量縮短降雨輸入時段，從而提高洪水預報的精度。