浑江流域无资料地区洪水预报方案探讨

李锴锋

（辽宁省沈阳水文局，沈阳 110000）

1 基本资料

本研究依据浑江流域富尔江业主沟水文站、大二河四道河子水文站及临近的太子河南支南甸水文站3 个站点作为依据站点，确定浑江流域无资料地区洪水预报方案。各站点基本信息见表1，各站点前10 为洪水见表2～4。

表1 站点基本信息

表2 四道河子站前10 位洪水

表3 业主沟站前10 位洪水

表4 南甸水文站前10 位洪水

对于上述站点，依据洪峰、洪量最大原则，每个站点选取10～30 场次洪水，并选择雨洪资料配套较好的场次洪水37 站次，建立数据集，用以确定无资料地区洪水预报参数。

2 产流汇流计算

2.1 产流计算

综合南甸、四道河子、业主沟3 处水文站典型暴雨洪水过程，统计表见表5 所示。在表5 中，共统计了3 处水文站37 场次洪水，其中，相对误差在20%以内的有28 场次，合格率为75.7%。

表5 参考站暴雨洪水关系统计表

2.2 汇流计算

汇流计算采用地区综合单位线法。浑江流域范围内地形、植被、土壤比较接近，单位线除与降水特征相关外，主要受流域几何形状影响[1-4]。经过求得经验公式。基于此，利用瞬时单位线理论，通过S 型曲线可推求出任意时段的单位线。单位线形状特征用3 个要素表示：单位线峰值qm、洪峰滞时tn、单位线总历时T。单位时段选用1h。考虑到单位线的非线性特征，依据以下原则对各站选取2～3场洪水绘制单位线。

1）场次洪水的雨洪关系较好。

2）洪水过程为单峰。

3）洪水峰值较大，最好为峰值流量最大的2～3 场。

单位线绘制中，通过确定洪水起涨点及地表径流终点，将地表径流过程从整个洪水中提取出来。降雨一般采用“二刀切”的方法扣损[5-8]，即洪水起涨点之前的降水为初损，初损扣除后按平均入渗率计算损失量。

研究绘制了南甸、四道河子、业主沟3 站的单位线，采用上述方法进行地区综合，参数如下采用上述单位线关系，推求各代表站单位线，并用以进行洪水预报模拟[9-10]。单位线模拟的成果与实际成果对比，部分成果如图1-图3 所示。

图1 南甸水文站19950807 洪水地表径流单位线模拟成果

图2 四道河子水文站19950807 洪水地表径流单位线模拟成果

图3 业主沟水文站 20100731 洪水地表径流单位线模拟成果

3 浑江流域无资料地区中小河流预报

浑江流域包括流域面积1000 ～5000km2的河流2 条，100 ～1000km2的河流15 条，各河流名录及特征详见表6 所示。

表6 浑江流域各河流特征及汇流计算参数

计算各河流入上级河流河口处洪水预报模型汇流参数n,k。详见表6。

4 应 用

以浑江支流大雅河20100820 洪水为例，进行无资料地区洪水预报实例研究。大雅河建有普乐堡水文站，但资料系列较短，且已经迁站，故无洪水预报方案。20200820 暴雨洪水中，普乐堡水文站最大洪峰1230m3/s。

该站点集水面积526km2，河长66.7km，比降5‰。据此计算，汇流参数n，k 分别为5.1，1.825。据此计算，单位线如图4 所示。

图4 大雅河普乐堡站单位线

20200820 暴雨洪水过程中，8 月19 日20 时—20 日15 时，大雅河平均降水量122mm，前期影响雨量80mm，采用产流方案和汇流方案进行洪水预报，成果如图5 所示。

图5 大雅河普乐堡站预报过程

大雅河普乐堡站预报洪峰流量为1075m3/s，实际洪峰流量1230m3/s，相对误差-12.6%，预报效果良好。

5 结 语

基于浑江流域特征，以浑江控制性水利工程桓仁水库为代表，开展洪水预报模型技术研究，建立桓仁水库三水源新安江模型洪水预报模型及方案。以浑江流域业主沟、四道河子水文站及临近的南甸水文站作为代表站，开展中小河流无资料地区洪水预报方法研究。于纳什单位线理论及流域几何特征，建立浑江流域无资料地区汇流计算方法，实现浑江流域洪水预报全覆盖。