API模型在炼城水文站洪水预报中的应用

【摘要】本文运用降雨径流关系模型（API模型），对炼城水文站流域內的历史降雨和流量资料进行整理、分析，通过多年资料分析确定炼城水文站基流、流域土壤最大缺水量Im、炼城站1～12月平均日消退系数K，最终确定流域P（降雨量）～Pa（前期影响雨量）～R（净雨）相关图，用率定后的1h单位线得出炼城水文站预报断面出口流量过程，通过对历史洪水预报的检验，该方法达到了《水文情报预报规范》对水文预报精度的要求，因此可以将其应用到炼城水文站水文预报当中。

【关键词】P～Pa～R相关图;消退系数K;产流;汇流;单位线

1、水文站网分布

弥苴河流域根据站点分布情况，目前流域内有炼城水文站，炼城站位于大理州洱源县玉湖镇巡检村，断面以上流域面积为1024km2，河长49.0km，平均比降28.6‰。是澜沧江流域黑惠江支流弥苴河区域代表站，为国家基本水文站，属中央报汛站。流域内有福和、洱源牛街、凤羽、银桥、沙坪、白草萝、涧门口、小甸、上龙门、海西海、茈碧湖水库等11个雨量站（喜州、挖色、下关、吊草沟为下游邻近站点）。

2、资料使用情况

雨量站选用：流域内共有11个雨量站，其中白草萝、涧门口、小甸、上龙门为中小河流建设站点，海西海、茈碧湖水库为水库雨量站，仅有人工观测资料，资料较长的福和为人工委托观测，2010年改为自记站，不具备编制洪水预报方案的要求，因此该方案中共有3个资料系列较长的雨量站（炼城、洱源牛街、凤羽），用这三个站1985年～2012年，2016年1～7月的降雨资料进行率定，预报时增加福和、白草萝、涧门口、小甸、上龙门的雨量资料进行洪水预报。蒸发选用与雨量资料统一年份的炼城本站蒸发资料。

水文站的选用：选用炼城站水文站1985年～2012年、2016年1～7月逐时水位流量资料，炼城站实测最大洪峰流量发生在1955年8月6日为122m3/s，方案中使用了1991年8月16日的次次大洪水108 m3/s参与率定分析。

3、预报方案

3.1 方案构造

3.1.1 产流方案

根据炼城站1985～2012年、2016年1～7月流量资料，计算出炼城站基流约为2.30m3/s。根据炼城站1989年10月5日至10月21日降雨过程，计算得出过程面雨量P为166.3mm，蒸发量E为20.2mm，径雨深R为80.0mm，Im=P-E-R=66.1，选用炼城站多次洪水资料，分析确定流域土壤最大缺水量Im=80mm。根据炼城站1985～2012年蒸发资料，分别统计炼城站1985～2012年1～12月多年平均月蒸发量，并代入消退系数K=1-公式，得逐月K值，详见表1。

3.1.2 汇流方案

汇流预报采用谢尔曼单位线。单位线是在炼城站汇流单位线的基础上进行了部分调整，将单位线确定为R=10mm/1h、△t=1h，其单位线见图2。

3.2 方案检验

根据上述方法进行产流量计算，单位线汇流的方法进行汇流计算，对样本中1991年特大洪水、 2006年～2012年、2016年1月～7月共计20次洪水样本进行产流检验，预报中大部分场次洪水实际区间产流与计算的区间产流过程拟合较好，部分场次洪水由于受上游茈碧湖水库调蓄影响，洪水峰量合格率较低，1991年特大洪水实际洪水过程受水库放水影响就比较明显，在今后实际预报中应及时获取水库出入库情况确保预报精度。

4、结论与建议

API模型用于炼城站的洪水作业预报满足《水文情报预报规范》中对产流量预报精度的要求，峰时和洪量的合格率均为甲级方案，峰量的合格率偏低，综合分析主要由于流域内水利工程影响较大、前期资料中雨量站代表性较差，汇流部分问题（如单位线选择不够合理）等，且预警预报工作今年刚开始开展，预报工作的经验和使用的预报方法还有待提高。随着中小河流站点建设完成以及实时获取上游茈碧湖水库出入库情况，2016年预报的洪水过程和实测洪水过程拟合程度较好。因此API模型可以考虑用于炼城水文站洪水预报中。

合适的水文预报方法可以提高流域内的水文预报精度，必要的水文基础设施在提高水文预报的精度上也起到了决定性的作用。在本文中，在前期雨量站不能完全控制流域以及资料缺乏的情况下预报值与实际值拟合较差，因此实际预报中增加雨量站的密度后可根据暴雨中心对方案中的峰时以及峰量做出适当调整，炼城水文站控制流域较小且受水库调蓄影响较大，因此需要在今后的工作中不断研究和探索，寻找适合它的产汇流方法。可以将国内外已经成形的水文预报方法拿来试用，也可以根据流域的特性将其进行适当地改进，以达到提高洪水预报的精度，对更好的掌握洱海入流提供更科学有效的数据。

参考文献：

[1]包为民.水文预报[ M].北京：中国水利水电出版社.

[2]水利部水利信息中心.GB/T22482-2008，水文情报预报规范[ S].

作者简介：李文芳 女 1984年4月 云南省水文水资源局大理分局 工程师