唐 敏
(伊犁河流域開發(fā)建設管理局,新疆 烏魯木齊 830001)
吉爾河位于特克斯河上游,流域海拔在990 ~4275m 之間,地勢總的趨勢為東高西低,由東南向西北傾斜。山勢險峻,由于河道經(jīng)過長年的沖刷及地質構造的影響,致使兩岸高出河水面,形成V 字形,兩岸部分地區(qū)基巖裸露,河流落差很大。
吉爾河的產(chǎn)流特性,與所在地區(qū)的混合型補給的河流既有相同點又有不同點。相同點是受氣溫和降水的影響很大,有著年際變化較大、年內分配相對集中的特點;不同點是河流受降水豐沛的影響,較之其他地方濕潤,該河流源頭冰川較少,對穩(wěn)定河流的來水量貢獻不大。河流年水量的多寡,與年降水量有著明顯的聯(lián)系。
吉爾河的徑流主要集中在5 ~8 月,徑流量占全年徑流量的63.7%,這部分水量主要來自中地山區(qū)的降水和兩岸側向補給及高山部分冰川消融。
吉爾河上沒有國家基本水文站,只有一個專用水文站,設立于2004 年。
2009 年在吉爾河下游9km 處,修建了一座上游水庫的反調節(jié)水庫,為日不完全調節(jié)水庫,庫容1.2 億m3,為保證上游大庫與反調節(jié)水庫之間的生態(tài)養(yǎng)魚,水位實際調節(jié)范圍為1m。在反調節(jié)水庫建成之前,吉爾站至現(xiàn)反調節(jié)水庫的流量傳播時間為2h,至此水庫建成后傳播時間由于蓄水壅水的原因縮短為0.5h,增加了預報的難度加大,同時為防洪度汛帶來了極大的挑戰(zhàn)。
吉爾河產(chǎn)流屬于冰川融雪和降雨徑流混合產(chǎn)流模式,此種產(chǎn)流模式,產(chǎn)流條件受熱力因素的制約較強,與雪線融雪高度及氣溫零度層高度成正比關系。降雨洪水是由降雨天氣系統(tǒng)形成,往往強降雨系統(tǒng)導致較大降溫,中高山區(qū)為固態(tài)降水,遏制了融雪水量,因此這兩種洪水互相制約。洪水變化趨勢不甚明顯。此種洪水因互相制約,形成了雨前升溫型和雨后升溫型洪水。雨前升溫型洪水,其水量前期組成為融雪洪水,此種洪水過程較為平緩,降雨過程中形成的水量變化較大,降雨結束后產(chǎn)生的水量可能明顯少于升溫前水量;雨后升溫型洪水,其變化過程較為復雜,在降雨過程中由于氣溫的驟降導致水量減少,降雨過程產(chǎn)流較少,甚至會導致在雨后幾天內水量減少至降雨之前的基準,對于這類洪水主要是觀察其在降雨過程后0℃層的變化趨勢,以此判斷會不會產(chǎn)生洪水。
為了掌握調度的主動權,預報吉爾站的整點流量,通過利用上游河道整點流量系列資料,在經(jīng)過山區(qū)暴雨河流延遲演算模型測算流量傳播的基礎上,假定在產(chǎn)流及河道基本條件(氣象因素、土壤因素、植被因素及前期氣候因素)一致的前提下,利用線性回歸方程,建立線性關系,計算出a、b 值。
(1)任意選取系列建立回歸模型,以吉爾河t 時段的流量為因變量y,以上游河段t-2 時段的流量為自變量x,建立一元回歸模型,即
y = a + bx
(2)隨機抽取一組數(shù)據(jù)作為計算基礎,同時保證其數(shù)據(jù)潛在規(guī)律的普遍性,計算各個參數(shù):
計算結果見表1。
(3)相關檢驗。在α =0.05 時,自由度=n-2 =18,查得R0.05=0.444。算得R =0.781 >0.444。說明線性關系合理,存在線性關系,且關系較為規(guī)律。
通過多段隨機系列選取,預報精度單個方案達到90%,峰現(xiàn)時間偏差約為0 ~0.5h(見表2)。通過瞬時單位線的參數(shù)變化,對于洪水預報,特別是推求可能最大洪水,具有非常重要的意義。
表1 相關性分析參數(shù)計算結果
表2 預報精度及誤差計算表
經(jīng)多次反復計算,預報精度系列選取超過14h,預報精度降低20%,精度的降低主要取決于以下主要因素:①山溪性河流突發(fā)性山洪;②系數(shù)的人為選取;③預報系列選取;④北方晝夜溫差變化大。
對于產(chǎn)流模式成因復雜、產(chǎn)流成因不確定、預報模型不成熟的小河道,短期預報可視為存在上下游線性關系,通過計算線性關系系數(shù),選定預報系列,可進行短系列短時預報。對河道突發(fā)洪水有一定的預警功效,能夠指導調度。