承德水文站洪水预报方案研制

□袁 杰 徐明明

承德市位于河北省洪涝灾害发生极为频繁的地区。近年来，暴雨洪水频发给承德造成了严重的经济损失。与此同时，流域内下垫面受水利工程、挖沙、河床下切等因素影响发生了很大变化。因此，我们对流域的水文气象特性和下垫面情况重新收集分析，基于中国洪水预报系统，建立新的洪水预报方案，以提高洪水预报的精度和延长有效预见期，为承德市区防洪调度及防灾减灾工作提供决策支持和服务。

1.概况

1.1 水文气象和暴雨洪水

承德市气候属于大陆性季风气候。因受西伯利亚冷空气团及副热带太平洋气团影响，各地区之间气候差异悬殊。年蒸发量坝上地区1200mm，中部1500mm，南部1800mm。多年平均降水量533.1mm，年内降水分布主要集中在6～9月份，占全年降水量的80%左右。

承德地区暴雨洪水出现频率高，季节性强。7、8两个月是承德市的主汛期。承德为全省的多雨区，但降水量时空分布不均，加之单点暴雨突出，导致境内洪涝灾害、滑坡泥石流灾害频繁发生。洪水主要由暴雨形成，多发生在6～8月份，尤以7月下旬至8月上旬最为集中。其特点是陡涨陡落、历时短、灾害性大。

1.2 地理位置

承德水文站位于承德市市区，东经117°56′，北纬 40°58′，为迎风山区区域代表站，武烈河控制站，集水面积2460km2，其肩负着为承德市市区提供防洪决策的艰巨任务。

1.3 河流河网情况

武烈河——滦河一级支流，发源于隆化县鹦鹉川娘娘庙分水岭，流经隆化县、承德县、双桥区，于承德市双桥区鹙窝汇入滦河，河长106.23km，平均坡度10.8‰，流域面积2590.94km2。多年平均径流量2.2259亿m3，实测最大洪峰流量 2580m3/s（1962年 7月 26日），调查最大洪峰流量4630m3/s（1938年）。河网密度0.17km/km2，流域形状系数0.224。河道纵坡4.8‰，流域平均宽度24.4km。

2.方案研究思路及模型应用

承德水文站洪水预报方案采用中国洪水预报系统相关技术，根据流域上下游特性确定模型的输入、输出，在其基础上确定模型结构，进行模型率定、校核，增加模型方法、作业预报和方案管理等。中国洪水预报系统采用的方法主要有河北雨洪模型、新安江三水源蓄满产流模型（SMS_3）、 三水源滞后演算汇流模型（LAG_3）、 马斯京根分段连续演算模型（MSK）。

承德地处山区半湿润半干旱气候带，径流的来源是降雨。多年的研究和实践表明这类地区的降雨产流机制主要是先超渗后蓄满产流。基于中国洪水预报系统，经过多次率定实验表明，承德站洪水预报方案产流采用新安江三水源蓄满产流模型（SMS_3），汇流采用三水源滞后演算汇流模型（LAG_3）较为合适。

3.洪水预报方案的构建

3.1 资料分析

雨量站的选用：经雨量资料分析，承德水文站以上区间内有承德、荒地、坝底、七家、两家、韩麻营、小西山、三道沟门、三家、头沟、双峰寺11个站的雨量资料，资料系列均满足摘录要求。

水文站的选用：承德站上游没有水文站控制，故而只考虑一个区域构建方案。用于构建本方案的资料审查情况见表1-1。

蒸发站的选用：选用上游临近的庙宫站蒸发资料。见表1-2。

表1-1 承德水文站资料审查表

表1-2 蒸发站月值

3.2 预报方案构建

承德水文站集水面积2460km2，建站以来最大流量为2580m3/s，承德站上游没有水文站控制，故而只考虑一个区域构建方案。

经中国洪水预报系统多次对比、率定得出，预报方案区间输入采用蓄满产流模型 （SMS_3）和滞后演算模型（LAG_3）；雨量站控制权重采用泰森多边形法。方案计算时段为1小时，方案输出类型为水位流量。

预报站码采用承德站的水情编码30102900，预见期选用2个小时，预热期30天。

4.模型参数率定及检验

方案参数率定采用 1991、1992两年资料进行率定。率定方法采用单纯形法。场次洪水误差统计见表2-1。

5.方案评定及应用效果

由上述参数率定结果可知，洪水过程拟合效果较好，各参数符合该地区的洪水特性，场次洪水误差均小于20%，在允许范围内，根据确定性系数0.902评定该预报方案为乙级，可用于洪水预报作业。

本方案研制成功后已经用于对承德站洪峰流量进行预报。但因今年未发生较大洪水，仅对几场较小洪水进行预报，精度较高。对于大洪水的预报效果还需进一步检验。□

表2-1 承德站预报方案率定场次洪水统计表