中小河流“预测—预警—预报”模式探讨——以郁江支流镇龙江镇龙水文站为例

吴立愿，黄建波，滕培宋

（广西壮族自治区水文水资源局，南宁 530023）

中小河流“预测—预警—预报”模式探讨
——以郁江支流镇龙江镇龙水文站为例

吴立愿，黄建波，滕培宋

（广西壮族自治区水文水资源局，南宁 530023）

分析了郁江支流镇龙江镇龙水文站“2015.10”暴雨洪水过程，总结了这次洪水“预测—预警—预报”服务模式的经验，探讨了该模式在镇龙站这次洪水预报应用中存在的问题，并提出预测方面需要强化气象知识的学习及应用，预警方面需要滚动分析预测，及时发布预警，预报方面需要对中小河流尽快建立降雨～水位（涨幅）预估方案并掌握三角形入流等传统方法的建议。

中小河流；洪水预测；洪水预警；洪水预报；镇龙江

1 引言

2012年之前，广西开展的洪水预报范围较小，一般只注重大江大河、重要防洪地区的洪水预报，中小河流、非重点防洪区的洪水预报很少关注。近年来，随着大江大河得到进一步的治理，大江大河洪涝灾害财产损失、死亡人数逐步减少。而中小河流、非重点防洪区洪水灾害所造成的损失所占比重日益增大、防洪任务日益繁重。

2013年，为推动和规范水情预警发布工作，国家防汛抗旱指挥部于2月1日出台《水情预警发布管理办法（试行）》（国汛〔2013〕1号）并执行，广西主要江河根据此办法开展了水情预警工作。

2014年，为推动和规范广西的水情预警发布工作，自治区防汛抗旱指挥部于1月5日印发《广西水情预警发布管理办法（试行）》（桂防指〔2014〕1号）并执行，标志着广西水情预警工作在服务社会公众方面进入规范化管理的新阶段，各市防汛部门也依据此办法出台了辖区的水情预警发布管理办法。水文部门通过加强对气象预警信息的全程跟踪、及时预测，按照先预警后预报的要求，从传统的预报模式向“预测—预警—预报”水情服务工作新模式转变。由于中小河流暴涨暴落的洪水特性，在实际应用过程中，有时会出现预测工作没做足导致发布预警时间把握不到位，没有及时关注雨水情发展变化导致跳级发布水情预警，超警洪水时不发预警直接发预报等问题，下面就针对这些问题选取镇龙江镇龙水文站“2015.10”暴雨洪水进行“预测—预警—预报”服务模式的探讨。

2 镇龙江镇龙水文站“2015.10”暴雨洪水

2.1 流域概况

镇龙江，又名鳄江、云表江，郁江左岸一级支流。发源于广西壮族自治区宾阳县黎明乡欧阳村，在横县云表镇站圩村汇入郁江。流域横跨广西宾阳县、横县和贵港市港北区，地理位置东经109°09′～109°28′，北纬22°48′～23°08′。

流域面积614 km2，干流长83 km，平均坡降3.04‰，有向阳河、云表河2条支流，干、支流总长137.2 km，河网密度0.224 km/km2。

流域内山脉连绵，山体陡峭，峰高谷深，一般在500～1 140 m之间。镇龙江属典型的山溪性河流，一般每年的10月到次年的4月份，径流量极小，日平均流量多在0.1 m3/s以下，甚至近乎干涸。主汛期（5～8月）洪水主要受锋面、西南低涡、台风、切变线及低压槽等天气系统综合影响或迭加影响造成，尤其是局部暴雨，往往会造成突发性洪水。同时，由于主河床坡降大，洪水暴涨暴落，宣泄极快，最高水位与最大流量同时出现，洪峰持续时间大多只有20 min左右。

流域内有六兰、云表、甘道3座中型水库，控制面积279.2km2，总库容1.47亿m3，有效库容9670万m3。六兰水库位于镇龙江干流上（横县校椅镇境内），云表、甘道两水库均位于镇龙江左岸支流云表江上，分别地处贵港市港北区三里乡和横县云表乡境内；流域内还有5座小型水库和站周水坝等引水工程。

流域上游设有镇龙水文站，1980年建站，该站集水面积108 km2，实测最大流量为665 m3/s（1981年），最小流量为0.02 m3/s（2006年），多年平均径流量0.667亿m3。镇龙水文站上游辖有干江、那歪、那六、古楼4个雨量站。镇龙江流域图见图1。

图1 镇龙江流域示意图

2.2 “2015.10”暴雨洪水

2015年第22号台风“彩虹”于10月2日生成，之后一直沿着西偏北方向前进，于4日18时进入广西，受其影响，10月4～6日，桂东南、桂中、桂东一带普降大到暴雨，镇龙站于4日14时开始降雨，至14日22时，雨势加大，4日22时至5日2时4小时累计雨量126.9 mm，2时后雨势明显减弱，每小时雨量小于10 mm，上游那歪站4日13时23时累计雨量90.5 mm，23时后未报有雨量数据，上游干江、古楼、那六3个雨量站雨峰期间亦未有雨量信息，故本次分析选取了临近雨量站横梨站一起进行分析。各站10月4日8时至5日8时逐时雨量见表1。

表1 10月4日8时至5日8时逐时雨量表

续表1 10月4日8时至5日8时逐时雨量表 mm

横县镇龙江镇龙水文站于10月4日20时起涨，起涨水位126.02 m，相应流量1.85 m3/s，于5日4时25分出现129.85 m的洪峰水位（超警0.85 m），相应流量600 m3/s，是1980年建站以来第二大洪水，洪水量级接近10年一遇，涨洪历时6小时25分，涨幅3.83 m。水位流量过程图见图2。

图2 镇龙江镇龙水文站水位流量过程线图

2.3 镇龙水站预警水位级

根据《南宁市水情预警发布管理办法（试行）》的规定，镇龙水文站的预警水位级见表2：

表2 镇龙水文站预警水位级表 m

3 预测预警预报模式

3.1 预测

预测的思路是数值预报将有强降雨天气过程发生，依据数值预报预估降雨覆盖区域内江河水情趋势概况，可以通过构建降雨与水位（涨幅）的关系来实现，镇龙水文站未建有预估及预报方案，本文利用1981～2014年的洪水、降雨摘录资料，摘录出11场镇龙站洪峰水位大于127.50 m的洪峰及相应的时段累计雨量，建立该站简易的降雨～洪峰相关图（见图3）。

图3 镇龙江镇龙水文站降雨～洪峰相关图

根据10月4日14时的降雨数值预报，该区域未来24 h降雨量达200 mm。查降雨～洪峰相关图，200 mm的降雨相对应的镇龙站洪峰水位为130.5 m左右，属于发黄色预警水位的范畴。

3.2 预警

当分析水文站所在流域上游已经发生了较强降雨，依据已经出现的降雨量情况对江河水情进行分析预测。10月4日14时开始，镇龙水文站流域普降小雨，至18时雨势逐渐加强（降雨情况见表1），由于受台风等影响，流域上5个报汛站点报汛数据出现部分缺报，此次分析选用报汛较好的镇龙、那歪、横梨3站进行雨量的分析，镇龙站缺报的3小时引用那歪站数据，那歪站23时后的数据引用镇龙站数据。

从表中可以看出，当5日0时的雨量数据到达后，3站的平均雨量已达104.8 mm，查相关图，对应的洪峰水位已经接近128 m，此时距离蓝色预警水位只相差0.5 m，且当时的雨势仍有加大的趋势，在5日0时依据已发生的强降雨及未来的降雨预测，基本上已经具备发布洪水蓝色预警的条件。

至5日1时，面平均雨量增至137.3 mm，该雨量可能对应出现的洪峰水位为128.6 m，此时已经达到发布蓝色预警的条件，需要立即发布洪水蓝色预警。

至5日2时，雨水情持续发展，面平均雨量增至170.8 mm，该雨量可能对应出现的洪峰水位为129.7 m，此时已经达到升级发布洪水黄色预警的条件，需要立即升级发布洪水黄色预警。

表3 代表站累计雨量与对应的洪峰水位表

3.3 预报

5日3时，流域上各站的降雨减弱，降雨已经趋于稳定，已经具备了预报条件，分析发布洪峰预报值。对于缺乏预报方案中小河流预报，其洪水流量过程可近似三角形入流，步骤如下：

3.3.1 计算次降雨过程径流量总量

W=0.1αFP

α——产流系数，该地区的产流系数为0.72；

F——流域面积，km2；

P——次降雨量，mm；

W——径流量总量，万m3。

由于横梨站的降雨并未汇入镇龙水文站，故在计算径流总量时只取镇龙和那歪站的平均值，通过该公式得此次降雨过程径流量总量W=1 457万m3。

3.3.2 三角形入流计算洪峰流量

Q=2×10 000×W/（t×3 600）

t——次洪过程，h；

Q——流量，m3/s。

经过统计多年镇龙站的洪水过程，镇龙站的平均次洪过程为14 h，通过该公式得洪峰流量Q=578 m3/s。

3.3.3 由Z～Q关系反查水位

查得水位约为129.5 m。实际出现的129.85 m的洪峰水位（超警0.85 m），相应流量600 m3/s。出现误差的原因首先与断面以上的雨量站报汛资料缺失有关系，其次也与上述的计算过程都是概化的过程，产流系数和次洪过程时间都是经验系数，与实际的情况有出入。

4 存在问题

（1）预警预报预见期短，把握发布时机很关键。中小河流由于流域面积小，汇流时间很短，洪水暴涨暴落，预警、预报的时效性很强，且发布预警和预报的时间间隔也很短，如2015年10月上旬镇龙站的暴雨洪水，在5日1时达到发布蓝色预警时机，2时达到升级发布黄色预警时机，3时达到发布预报时机。镇龙站实际于5日4时25分出现洪峰水位，如果可以在5日0时根据实际降雨并获取预见期降雨进行分析预测，并发布预警，那么采取避险措施的时间就达到4 h以上，故对于中小河流而言，发布预警比发布预报更早，更有助于公众采取避险措施。

如何延长预警预报的预见期，与加强对气象预警信息的全程跟踪、及时预测密不可分，并滚动做好预测预报，随时做好发布预警的准备。

（2）《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）对中小河流预警预报不适用，尚缺适用于中小河流预警预报的规范标准。《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）对建立方案、模型率定、精度等方面都有明确的规定，但是中小河流与传统的大江大河预报有很大的区别，且目前很多中小河流仍欠缺方案，即使有方案，精度也不是很高，很难达到《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）中常规预报的精度要求，在开展中小河流预警预报过程中，迫切需要一个针对中小河流预测预警预报的规范，使实际操作起来更方便也更规范。

5 结语

通过几年来的不断发展，广西的“预测—预警—预报”水情服务模式不断成熟，根据对镇龙江镇龙水文站“2015.10”暴雨洪水进行预测预警预报服务模式的探讨，该模式在实际应用中是完全可行的，为了更好地开展该项工作，预测方面需要强化气象知识的学习及应用，预警方面需要滚动分析预测，及时发布预警，预报方面需要对中小河流尽快建立降雨～水位（涨幅）预估方案及三角形入流等传统方法的掌握，尽快完成全区中小河流项目预报方案编制，实现全区自动预报与人工交互相结合的预报架构。

（责任编辑：刘征湛）

Discussion on flood prediction-alarm-forecast mode for middle and small rivers

WU Li-yuan，HUANG Jian-bo，TENG Pei-song

（Guangxi Hydrology and Water Resources Bureau，Nanning 530023，China）

The Zhenlong hydrological station on Zhenlong River，one of the tributaries of Yujiang River，had seen a storm flood in October of 2015.The authors analyze the progress of this storm flood and summarize experience in rainfall amount and river regime prediction，alarm and forecast of this time；probe into the forecasting problem of Zhenlong station.It is put forward that more meteorological knowledge and application are required for prediction；rolling analysis and prediction as well as timely warning are required for alarm；rainfall-water level prediction scheme shall be established for middle and small rivers as soon as possible；traditional methods such as triangular inflow are also suggested.

Middle and small rivers；flood prediction；flood alarm；flood forecast；Zhenlong River

P338

B

1003-1510（2016）03-0001-04

2016-00-00

吴立愿（1983-）女（侗族），广西龙胜人，广西水文水资源局工程师，学士，主要从事水文情报预报工作。