魯大瑋++劉慶鵬

摘 要：河道上下游相應(yīng)水位預(yù)報是傳統(tǒng)水文預(yù)報方法之一，其理論依據(jù)是洪水波沿河道傳遞時具有一定的規(guī)律特征。在實際工作中，已有相關(guān)法洪水預(yù)報方案都是建立在洪峰相關(guān)基礎(chǔ)上的。有些大江河鑒于工程建設(shè)或防洪的需要，要求在洪水上漲期間就要求預(yù)報出對應(yīng)下游河段的洪過程，因此必須對原有方案加以完善和改進(jìn)。文章根據(jù)實例洪水過程，對河道相應(yīng)水位預(yù)報方法進(jìn)行了嘗試性改進(jìn)探索分析。文章所述方法主要將河道上下游洪峰水位相關(guān)改為相應(yīng)時段水位相關(guān)，這樣就延長了洪水預(yù)報結(jié)果的預(yù)見期，還可以對階段性預(yù)報結(jié)果誤差進(jìn)行校正分析，非常適用于大江河的洪水預(yù)側(cè)工作要求。該方法在本例洪水應(yīng)用中的預(yù)報結(jié)果滿足精度要求，可為今后類似洪水預(yù)報工作提供參考借鑒

關(guān)鍵詞：相應(yīng)水位預(yù)報；黑龍江烏云站；洪峰水位；時段水位；預(yù)報方法

中圖分類號：P338 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0060-02

1 河道相應(yīng)水位預(yù)報介紹

降雨后，流域內(nèi)產(chǎn)生的徑流向河網(wǎng)匯集。流域上的降雨和產(chǎn)流通常是不均勻的，河網(wǎng)各處注入的水量也不相同。在徑流大量集中的河段，河槽水量迅速增加，成為洪水波的發(fā)源地。增加的水量沿河向下游傳播，稱為洪水波運(yùn)動。洪水波屬于不穩(wěn)定流。水流的水力要素（過水?dāng)嗝?、水深、比降、流速）不僅沿程且隨時間而變化。洪水波在運(yùn)動過程中，形狀會發(fā)生變化，展開和扭曲是洪水波變形的兩種現(xiàn)象，二者同時發(fā)生。洪水波上某一點（起漲、洪峰、波谷）先后經(jīng)過上、下游斷面時讀得的水位，即在洪水波上同位相的水位，稱為相應(yīng)水位，對應(yīng)的就是相應(yīng)流量。某一河道上、下游站相應(yīng)流量的定量關(guān)系式為：Q下.t+？子=Q上.t±△Q+q區(qū)間。式中Q下.t+？子-下斷面t+r時刻的相應(yīng)流量；Q上.t-上斷面t時刻的流量；±△Q-流量在傳遞過程中的變化量，漲水階段因部分水量滯蓄河槽中，△Q為負(fù)；退水階段河槽蓄水量泄出，△Q為正；？子-流量從上斷面?zhèn)鬟f到下斷面所需的時間；q區(qū)間-加入到Q下.t+？子的區(qū)間入流量。

實際使用上式時，△Q目前還不能定量求得，q區(qū)間也不易定量得到，因此不能利用上式直接計算下游流量。實用時，只能根據(jù)這些因素之間的關(guān)系，用實測資料建立經(jīng)驗相關(guān)圖。當(dāng)洪水波變形不大，區(qū)間入流也不大時，可建立最簡單的上下游相應(yīng)流量（水位）關(guān)系Q下.t+？子=f（Q上.t）。

2 實例應(yīng)用分析

以黑龍江烏云站2013年8月洪水為例，烏云站屬黑龍江干流水位站。針對該站洪水預(yù)報來說，上游直接相關(guān)站有奇克站和俄羅斯境內(nèi)布列亞河上的卡緬卡站（流域面積為7.07萬km2，河長623km）。烏云站現(xiàn)有預(yù)報方案屬于上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報，也就是利用上下游的洪峰水位相關(guān)圖來進(jìn)行洪水預(yù)報，只有在上游站已出現(xiàn)洪峰的時刻才能利用該方法來預(yù)報烏云站對應(yīng)洪峰流量。該方法在中小洪水時還比較適用，但在較大洪水期間，洪水漲洪歷時較長（大于15天），由于抗洪搶險指揮工作的需要，要求在洪水上漲期間就要預(yù)測近期的相應(yīng)站洪峰水位，此時對應(yīng)上游站往往還沒有達(dá)到洪峰水位或者因水位漲幅較大超出相關(guān)圖使用范圍，導(dǎo)致現(xiàn)有預(yù)報方法無法使用。因此必須建立一種簡單易行且符合洪水波傳播規(guī)律的臨時預(yù)報方法來滿足大洪水期間的預(yù)報要求。

本文提出的時段水位相關(guān)是指利用上下游站之間的不同日期同一時間的水位來建立相關(guān)圖，上下游相應(yīng)水位間隔日期按洪峰平均傳播時間確定。最重要的是這些相關(guān)水位數(shù)據(jù)必須在本次需要預(yù)報洪峰水位的同一場次洪水的漲洪段選取。以烏云站2013年8月洪水為例，選擇本次洪水上漲段奇克站每日的8時水位，與該水位后2d的烏云站8時水位建立關(guān)系。利用該相關(guān)圖來預(yù)報下游烏云站洪峰水位，因上下游時段水位相關(guān)關(guān)系受多種因素影響，需要在預(yù)報開始階段逐日對烏云站8時水位進(jìn)行預(yù)報，直至奇克站出現(xiàn)洪峰（洪峰時間移至8時）為止。在逐日預(yù)報期間，利用已出現(xiàn)的實測值對預(yù)報值進(jìn)行校正。校正的依據(jù)就是用已出現(xiàn)的預(yù)報誤差來校正未來預(yù)報值的方法，也就是直接用前期誤差對最終預(yù)報結(jié)果進(jìn)行訂正。其適用于假定影響因素穩(wěn)定且連續(xù)的河段區(qū)間，預(yù)報計算過程見表1。

烏云站本次洪水洪峰出現(xiàn)時間為2013年8月20日，實測洪峰水位100.25m，本方法預(yù)報洪峰水位100.20m，出現(xiàn)時間為8月20日，符合《水文情報預(yù)報規(guī)范》要求標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

（1）文中所述方法屬于河道站上下游洪峰水位相關(guān)預(yù)報方法的更新拓展應(yīng)用，其預(yù)報原理仍屬水文要素相關(guān)預(yù)報范疇。其應(yīng)用條件主要是滿足針對大洪水上漲期間，需要進(jìn)行階段性預(yù)報的要求。

（2）該方法所用相關(guān)圖點據(jù)并非歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)，而是使用本次洪水的實時數(shù)據(jù)，預(yù)見期為上下游歷史洪水傳播時間均值。實際使用時如果需要較長的預(yù)見期可以對曲線進(jìn)行實時延長和修正。

（3）上下游站之間洪水上漲過程的時段水位關(guān)系與洪峰水位相關(guān)存在一定的相似性，但不同量級洪水之間的時段水位相關(guān)差異較大，本方法所述相關(guān)法最好僅用于當(dāng)次洪水，不宜移用。

參考文獻(xiàn)：

[1]程根偉.水文預(yù)報的理論與數(shù)學(xué)模型[M].北京：中國水利水電出版社，2005：35-60.

[2]長江流域規(guī)劃辦公室.水文預(yù)報方法[M].北京：水利電力出版社，1979：29-70.

[3]揚(yáng)州水利學(xué)校.水文預(yù)報[M].北京：水利電力出版社，1979：23-40.

[4]楊婧.降雨徑流型洪水預(yù)報方法實例分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（07）：206-207.endprint