枯季径流预报研究

刘 蕾

（四川省雅安水文水资源勘测局，四川 雅安 625000）

我国大部分地区连续最大几个月的降水量达到全年的70%，南方达到60%左右，华北平原和辽宁沿海可达到80%左右。一年中除了雨季，河川径流进入到枯水时期。我国水资源的分布，除了来水的时间分布不均，还有空间分布不均，所以按照技术、经济可行的开发原则，以及河道内生态需配置要求，我国河道外最大可用水量为7896亿m2，其中不能有效控制和利用的洪水量占地表水资源的40%。而地表水资源可利用量占地表水资源总量的28%，其中最小生态用水占地表水资源的32%，水资源利用效率不高；加之水资源开发利用不均衡，水资源供需矛盾突出仍然是我国可持续发展的主要瓶颈[1]。随着工业化、城市化的深入推进，以及全球气候持续恶化等突出问题，合理调度水资源强化水资源节约尤为重要，枯水季节河流径流预报已愈来愈显示出其重要性。

枯季径流主要来源是流域蓄水的泄出和枯季降水量,以地下蓄水量补给为主，且前者占相当大的比例。流域前期降水与流域蓄水量的大小有关，如果前期降水充沛，则流域蓄水量大,河流在枯水期得到流域蓄水量补给就大。枯季降水除消耗于蒸发损失外，一部分则成为地表径流汇入河网，其余一部分渗入地下补给地下蓄水量[2]。径流的地面蓄水消退水快，退水曲线坡度陡，每次退水规律都各有不同，然而地下蓄水的消退是相对稳定和退水需要的时间长，所以退水曲线坡度缓慢，地下蓄水消退的规律是每次基本一致的。所以当出现同一个流域的各次的退水曲线是可以重合的，那说明进入了地下蓄水消退[3]。枯季径流主要是由流域蓄水量消退形成，它的预报常用的方法有：退水公式，前期河网蓄水量，前后期流量相关法等。

本文主要运用退水公式法作为宝兴县推求枯季径流消退期的预报方案。

1 退水曲线

地面蓄水消退的特点是退水快，退水曲线坡度陡，各次退水规律不一致;而地下蓄水的消退则相对稳定，退水慢，退水曲线坡度较缓，退水规律各次基本一致。这表现为同一个流域的各次地下地下水退水曲线是可以重合的

假定流域蓄水量S与流域Q是线性关系，在退水期无降水补给阶段，流域水量平衡方程为：-Q=dS/dt

以 S=KQ 代入，得：dQ/Q=-1/Kdt。

让△t=1，e-△t/k=kr，方程式为：Qt+1=kr*Qt；

式中Q0为开始退水时刻的流量，Qt为开始退水t时刻流量；K 为蓄泻系数；kr为消退系数，kr＜1。

①和②是常见的退水数学模型。

在③式中，取时间步长为1，用有限差表示，公式变形为：

⑥和⑤为分数关系形式退水模型，它与①和③一样，只要有实测退水流量资料求得参数，就可以作为推求枯季径流消退期的预报方案。

退水曲线是通过历史实际流量系列变化规律来进行预报的方法,将来枯水期径流量可能与某一年的枯水期径流量有某种相似。可以采用典型年法选取径流数据来建立退水规律的模型。

2 求参数做预报

利用历史状态径流模式的1987~2017年水文资料选取特大旱情年的流量资料。在流域出口宝兴站实测流量资料中选择地表径流终止后无降水补给及人类活动影响的若干自然退水过程。增加△t移动，取各线尾部将可能重合的位置做下包线为实测过程综合得到的标准退水线。标准退水线反映了地下蓄水的消退规律如图1。

图1 退水过程的综合曲线

假定流域蓄水量S与流域Q是线性关系，通过标准退水线，推求k或a如表1。

3 结语

通过目前我国严峻的水资源现状，为满足供水需要，将洪、枯水预报分别制定方案为地方经济文化多元化发展提供的可靠的数据依据。并且在我国自然条件决定了水旱灾害是威胁国民经济稳定发展的主要自然灾害，所以枯季径流预报尤为重要。本文实例介绍了枯季径流规律和预报办法，为城市供水及水资源合理配制提供服务。

表1 退水公式参数推求表

[1]白成都.加强防汛抗旱工作中水情预报的措施[J].科技展望,2016,26(29):312.

[2]毛天旭,王根绪.基于逐月退水系数的三江源枯季径流特征分析[J].长江流域资源与环境,2016,25(07):1150-1157.

[3]罗贤,何大明,季漩,等.近50年怒江流域中上游枯季径流变化及其对气候变化的响应[J].地理科学,2016,36(01):107-113.