下孤山站洪水预报的实际应用

2017-03-12平顶山水文水资源勘测局

河南水利与南水北调 2017年1期

□（平顶山水文水资源勘测局）

下孤山站洪水预报的实际应用

□宋伯琦（平顶山水文水资源勘测局）

通过对下孤山水文站实际情况的具体介绍，说明了下孤山水文站洪水预报的基本内容和方法，让读者了解本站洪水预报的实际情况和特点，是下游水库站的“先头兵”，为水库的科学调度争取时间和收集第一手可靠的水情资料，有效缓解了下游的防汛压力。同时做为全国的中央报汛站，从地理位置上阐明了本站在水文预报中的重要性，特别是水情分中心建立后，遥测雨量点的安装、中小河流水文监测系统的应用，对日常实际工作中，雨量、水位的监测起到了极大的便捷作用，新科技、新设备的普及有力支持了水文工作的展开和进行。

下孤山站；水文预报；城市内涝；时段净雨

1 流域自然地理特征

下孤山站位于沙河支流荡泽河上，控制流域面积354 km2，流域位于秦岭—昆仑纬向构造带的东段，岩性属伏牛山花岗岩，小断层众多，地下含水层厚，山间屡有清泉出露，地下水丰厚，无溶洞，流域内落叶阔叶林分布较广，树种以华松、油松树、核桃树、板栗树为主，植被覆盖率在90%左右。沙河位于北半球中纬度地带，为大陆性季风气候区，由于处于北半球的中纬度高空西风带，冷暖气团交绥频繁，常形成局部性或大面积的暴雨。多年平均降水量800 mm，其中2/3集中在汛期；该流域源短流急一旦山洪暴发，迅猛下泄进入昭平台水库，预见期短，突发性强，洪峰陡涨陡落，测流困难。测流断面宽374 m，测流河段顺直，河底坡度大，由砂卵石组成，冲淤严重，左右岸均有串沟，中低水均有分流产生，高水时左岸有漫滩现象。

2 水利工程情况及测站情况

下孤山站1961年8月由河南省水利厅设立下孤山水文站。1985年由水文水资源总站、1997年由水文水资源局连续领导观测至今。下孤山流域内有报汛雨量站2个，分别是瓦屋和下孤山；另外有3个非报汛雨量站是背孜、土门、井河口。本站位于沙河上游左侧支流荡泽河上，属于瓦屋乡下孤山村，距鲁山县城30 km，1961年8月设立，处于外方山山地；上游植被较差，产汇流时间短；低水时采用流速仪测流，中高水采用浮标或比降-面积法。该站为昭平台水库入库站，距水库22 km。

3 年度环境

2016年是不寻常的一年，受超强厄尔尼诺现象和台风的双重影响，河南省局部也暴发了多年不遇的大洪水，安阳、新乡累计降雨达500 mm以上，城市内涝严重，关键时刻水文预报的准确性和正确的科学调度直接关系到人民的财产和生命安全，这是防汛任务严峻的一年，同时也是宝贵的一年，为水文行业提供了许多宝贵的数据。

4 预报内容

水文预报是根据水文现象的动态规律，利用实测水文、气象资料预报水文现象未来情况的水文科学，是应用水文学的一个重要组成部分。水文预报对防洪、抗旱及水利工程的管理、调度都起关键作用。水文预报按其预报项目可分为径流预报、冰情预报、沙情预报及水质预报，这里主要以下孤山站介绍径流洪水预报。

5 具体预报方法

5.1 计算前期影响雨量

由于前期影响雨量的计算数据较多，列表不便，这里只做文字说明。首先由2016年7月6日的首场降雨开始，计算出5个站点的平均面雨量，再由前一日的面雨量和前期影响雨量相加，乘折减系数K=0.84得当日影响雨量，依次类推到7月18日Pa=15.30即可。

5.2 推求面雨量算出前期影响雨量后，再求得5个站点的平均面雨量（见表1）。

表1 降雨时段的平均面雨量表

5.3 推求时段净雨

由P+Pa查降雨径流关系图得出累计净雨，进而算出时段净雨（见表2）。

表2 下孤山站20160719次洪水净雨计算表

5.4 产流计算

最后由不同的单位线进行推流，这里选用1 h单位线（见表3）。

表3 1h单位线推流

6 预报成果

6.1 实际作业对比

从表中可以看出洪峰流量为753，时间出现在2016年7月19日的1点钟，实际测流洪峰流量为750，时间出现在7月19日的0时40分，预报成果相当准确。

预报方法：产流采用降雨径流相关计算，汇流采用单位线计算。预报计算过程：首先由时段降雨推出时段净雨，然后根据净雨和前期影响雨量查出径流深，最后由不同时段的单位线进行汇流计算。

6.2 综合分析

下孤山站以上由于是一个闭合流域，流域内无大型的水利工程，单位线推流效果不错，预报时用5个站进行面平均雨量的计算，在降雨均匀时代表性很好，预报准确及时的应用，不仅有力支持了本站的防汛工作，更为下游的昭平台水文站赢取了充分的准备时间。新技术、新设备的应用，智能化的普及也为雨量、水位的观测提供了极大便捷，及时有效对城市内涝、山体滑坡做出预警和措施，相信在不久的将来，自动一体化将为水文行业提供强有力的科技支撑，成为不可或缺的一部分。

7 科学调度

下孤山水文站是昭平台水库的重要入库站，在每年的防汛任务中发挥着至关重要的作用，准确快速掌握水情资料并及时作出预报对防汛决策起到重大的作用，特别是利用照平台、白龟山2个梯级水库，联合调度，适时错峰，大涝期间对缓解下游防汛压力起到了关键的作用，保障了人民的生命财产安全，减少了经济损失。

（编辑：韦诗佳）

表1 不同洪水技术处理方法设计结果对比表

目前，受到技术条件限制以及实测资料有限等因素的影响，针对梯级水库下游断面设计洪水真值的计算尚有一定的不确定性。主要方法仍然是通过对上游区域各个区间洪水地区组成的拟定，相互印证并间接计算。按照以上方法进行计算可见：在梯级水库调蓄后，断面洪峰设计值明显降低，与其他方法计算所得结果无明显差异，证实结果具有可靠性。