1996年柳州水文站实测洪水 沙河中汤水文站洪水预报分析研究

　　摘要：通过对中汤站以上流域的暴雨成因、径流产生、径流形成过程、洪峰演进机理以及实际作业预报等进行计算分析，对该流域预报方案制作以及实际作业预报做进一步的分析探讨。 　　关键词：中汤站洪水预报  分析  研究
　　Abstract: Through the analysis of the above soup station river basin rainstorm reasons, runoff generation, runoff formation process, evolution mechanism and actual operation forecasting, this paper makes a further analysis and research of the basin prediction programmer production and actual operational forecast.
　　Key words: soup station ;flood forecast analyze;study
　　
　　中图分类号：TV211.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）沙河发源于豫西鲁山县伏牛山东麓的没达岭和尧山，中汤水文位于沙河干流上游 ，设于1960年8月，开始为水位站，1961年改为水文站，是昭平台水库的一个重要的入库站。做好中汤水文站洪水预报对于指导防汛减灾以及下游昭平台水库的科学调度有着非常重要的意义，文章拟在对流域的径流产生、径流形成过程、洪峰演进机理等分析的基础上，对该流域洪水作业预报方法和经验体会做进一步的分析探讨。 1  自然地理及测站概况 中汤水文站，处于暴雨多发区，集水面积485Km2平方公里，干流长度37Km，平均坡降8.35‰。站以上流域近似葫芦状，支流众多，地势陡峻，汇流速度快，洪水陡涨陡落，推移质为大卵石，河床质为沙砾。百年前上游多为原始森林，降水量虽大，洪水不暴，后人进山后乱伐森林，开荒种植，水土严重流失，河床愈冲愈宽，峰高流急。基本断面在三岔口河汇入口下游约500米处；1963年1月1日，基本断面上迁461米；1964年6月1日，基本断面下迁388米观测至今。中汤流域内有报汛站4个，分别是二郎庙、坪沟、白草坪、中汤。本站采用黄海基面，冻结基面比黄海（56）基面低0.107m。流域内无大型水利工程。
　　 1．1  降水特征及暴雨成因  流域多年平均降水量974.2 mm，降水的年际变化较大，历年最大降水量为 1964年 1748.2 mm，历年最小为1966年517mm，相差2.38倍。 本站降水主要集中在汛期 6～9月，多年平均 6～9月降水量为646.8mm，约占年降水量的66.4％。历年最大 6～9月降水量1422.6 mm(1956年)，历年最小 6～9月降水量252.3 mm(1966年)，历年最大月降水量909.1 mm(1956年6月)。
　　 暴雨成因与天气与地形有关，形成沙河流域暴雨的主要天气类型：江淮切变线、西南低涡、台风深入内陆等，在地形上，沙河上游伏牛山脉呈东南-西北走向外方山脉呈东北西南走向。鲁山以西山势是北、西、南三面为200米等高线所形成的喇叭口地形，向东开口，对于低空气流有明显抬升作用，降水天气系统进入此地区，常有系统停滞，雨势增强的现象。1．2 洪水特征  中汤站地处深山区，从河源木大岭到中汤总落差近700米，洪水暴涨暴落，洪峰模数较大，年最大洪峰集中出现在汛期 6—9月，尤以 7、8月最为集中，7 、8月出现年最大洪峰的概率为70％。历史最大洪峰流量5880立方米每秒（发生在1992年）  。2 洪水预报经验分析  中汤站洪水预报方案主要采用降雨径流预报方案，本次分析采用 1963—2005年的有代表性资料。  2．1 产流方式  中汤站站多年平均降水量为974.2mm，多年平均径流深586.3 mm，年径流系数为 0．61，次洪平均径流系数为0.69。汛期由于降雨入渗影响，本流域地下水埋深较浅，暴雨洪水峰型尖瘦，次洪过程呈现涨洪陡、落洪缓的偏态型，退水时段较长，由此可以确定本流域产流方式是以蓄满产流为主，产流量计算采用降雨径流经验相关法。 2．2 相关要素的分析计算  2．2．1 流域平均雨量P
　　 用二郎庙、坪沟、白草坪、中汤等4站雨量的算术平均法计算。
　　 2．2．2 前期影响雨量Pa  前期影响雨量Pa，为土壤湿度的指标 ，计算公式如下 Pai+1=  K*(Pi+Pai )  采用前30天雨量，用公式逐日计算。每次洪水资料，则用流域内4个雨量站算术平均值为流域前期影响雨量的计算依据，Pa以Im为上限进行控制。2．2．3 折减系数K 的确 定  由于缺少蒸发资料。参数K、Im借用2000年昭平台站（位于中汤下游）预报方案的数据。2．3 次洪水径流深的推求  2．3．1  退水曲线的形式
　　 选取多次峰后基本无雨的径流过程点绘关系曲线图，综合出 退水曲线。由于本流域平均坡降较大，洪水具有明显暴涨暴落的特点，峰后退水段只有当地表径流终止后才渐变缓 ，故退水曲线可选在较小流量以下部分。退水曲线与本次洪水过程起涨流量 Q起有较密切的关系，当起涨流量较大时，表明前次地下径流在本次洪水过程中所 占比例较大，所以本次洪水退水愈慢。反之若起涨流量愈小，本次洪水退水愈快。  2．3．2  基流  基流是深层地下水对河流的补给量，根据对历年畅流期最小流量分析确定为5 m3／s。  2．3．3  径流深R的推求  采用水平直线分割基流，再将连续洪峰按所选退水曲线割去前期退水，即得本次降雨相应的径流深 Rg。采用下式来计算  R总=∑Q×△t× 3．6／F×1 000  2．4  降雨径流相关图分析  采用降雨径流相关图（P+Pa～R），用分析计算的32个点据点绘定线。
　　
　　2．5  汇流分析 
　　 利用630802、940703等2次洪水分析了时段为2h的单位线，再利用S曲线方法分析推求出时段为1h的单位线。
　　 2．6 峰量关系的建立
　　 点绘径流深R与净峰流量（扣除基流）Qm净关系曲线图，以占次降雨量80%的连续降雨历时为主要降雨历时。
　　 点绘径流深与洪峰滞时相关图（R～tp）：共有点据 20个，合格率100％，为甲等方案。
　　 2．7  突出点据分析  “800616”洪水：降雨不均，暴雨中心在下游，坪沟雨强偏大，前期较干旱，实测径流深偏小；“20000625”洪水：前期较干旱，降雨不均，暴雨中心在下游，实测径流深偏小。
　　 3  实际作业预报及经验体会
　　 3．1 实际作业预报
　　 “20100719 ”洪水预报分析
　　 2010年7月18日，受副高边缘西南气流影响，沙河上游普降暴雨，18日20时，中汤站水位开始上涨，19日1时，根据上游降雨，利用单位线做出预报，19日2时将出现洪峰3500立方米每秒的洪峰；利用峰量关系预报洪峰流量为3180立方米每秒，实际在19日2时40分出现洪峰3250立方米每秒，利用单位线准确率93%，利用峰量关系准确率在98%，。
　　 “20100723 ”洪水预报分析
　　 2010年7月23日，受低槽前和副高边缘的西南气流影响，沙河上游普降暴雨，利用单位线做出预报，7月23日18时出现洪峰流量790立方米每秒，利用峰量关系线预报洪峰流量为530立方米每秒，实际出现洪峰流量600立方米每秒，利用单位线准确率是75%，利用峰量关系准确率是88%。
　　 “20110915” 洪水预报分析
　　 9月15日利用单位线做出预报，9月15日2时出现洪峰流量1080立方米每秒，利用峰量关系预报洪峰流量为661立方米每秒，实际在9月15日4时出现洪峰流量815立方米每秒，利用单位线准确率是75.5%，利用峰量关系准确率是81.6%。
　　 3.2 经验体会
　　 中汤水文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，利用峰量关系预报结果更为准确，实际预报作业时，应该多考虑利用峰量关系进行洪水预报。预报时，用4个报汛站进行面平均雨量的计算，在降雨均匀时代表性还行，如果降雨不均匀时，代表性就差。现在，随着国家防汛指挥系统以及山洪灾害预警系统等遥测站点的建设，山区的站点密度大大增加，可以考虑在以后的作业预报中加以应用。由于洪水暴涨暴落，要充分利用现在的遥测雨量数据，在强降雨期间，应该开展滚动预报作业，为防汛调度赢得宝贵的时间。
　　
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