谈磨盘山水库洪水预报经验分析与体会
发布时间：2015-07-06 10:57
[ 论文 关键词]洪水预报分析体会磨盘山水库
[论文摘要]通过对磨盘山水库以上流域的径流产生、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。
磨盘山水库始建于2003年，总库容量5．23×l0sm3水库洪水预报对于指导防汛减灾及水库 科学 调度是不可缺少的项目，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 地理概况
拉林河是松花江右岸的主要支流之一，发源于长白山脉张广才岭的白石砬子山，流域面积19200km2，是黑龙江省和吉林省的省际界河，其中属于黑龙江省的流域面积为10600km2，河源海拔高程1698m。
该流域东南高、西北低，是黑龙江省的主要暴雨中心之一。流域内山高林密，多生长杨、桦、榆等阔叶林，土层较薄。流域呈圆形状，河谷多呈v或u型窄深河谷，汇流历时短，水位暴涨暴落，属典型的山溪性河流。
磨盘山水库位于拉林河干流上游，在五常市沙河子镇磨盘山村东南2km处，地理位置e127。42、n44~24。控制流域面积115t。至河口343km，至下游五常水文站106km。水库上游高山峻岭，森林茂盛，主要河流有拉林河、大沙河、三岔河、大石头河、黄泥河等。水库下游有大支流：右岸有牛亡牛河，流域面积5300km2；左岸有溪浪河和卡岔河，流域面积分别为3040kiii2和3085。
1．1降水特征
流域多年平均降水量759．8mm，降水的年际变化较大，历年最大降水量为1980年1041．4mm，历年最小为1979年581．9nlm，相差1．79倍。本站降水主要集中在汛期6—9月，多年平均69月降水量为529．1nlm，约占年降水量的70％。历年最大6～9月降水量778．1mm(1960年)，历年最小6～9月降水量351．9mm(1978年)，历年最大月降水量330．6mm(1954年8月)，历年最大日降水量113．3mm(1956年8月613)，历年最大1h降水量46．6mm(1988年8月3日14时)。
1．2洪水特征
磨盘山水库洪水为典型的雨洪径流，年最大洪峰集中出现在汛期6—9月，尤以7—8月最为集中，78月出现年最大洪峰的概率为60％。
磨盘山水库洪水多单一峰，洪峰停留时间可分为两种情况：
(1)2004年9月28日前洪峰滞留时间为1l1左右。
(2)2004年9月28日水库大坝合拢后，自2005年凌汛至夏汛，由于水库泄流只靠导流洞，最大泄流能力只有110m3／s左右，个别有双峰型，一次洪水历时7d左右，洪水总量多集中在1—3d内。
历史 洪水(1932—2008年)。历史洪水排序表见表1。
2洪水预报经验分析
磨盘山水库洪水预报方案主要采用降雨径流预报方案，本次分析采用19532004年的有代表性资料。
2．1产流方式
磨盘山水库站多年平均降水量为759．8him，多年平均径流深476．7mm，年径流系数为0．63。次洪平均径流系数为o．56。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。一次洪水过程地下水比重均占总径流量的10％一20％，退水时段持续颇长，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产流参数的确定
2．2．1的确定
由前期雨量计算，也称前期影响雨量，为土壤湿度的指标，计算公式如下
po-l+l=(pl+p)
设每年5月1日=30，用公式pm+1=k(+p1进行逐日推算。每次洪水资料，则用水库流域内水文自动测报系统14个遥测雨量站算术平均值为流域前期影响雨量的计算依据，并以，一为上限控制。
2．2．2，一的确定
由于该流域汛期降雨集中而又连续，流量过程多为连续峰，因此，选择完全满足推算k条件的资料比较困难，推求的，一可能存在一定误差，由《黑龙江省产流参数的地区 规律 》一文可知，拉林河流域，一为90mm，故此方案中仍取90mm。
2．2．3值的确定
根据建库前沈家营站1953～1974年实测水面蒸发资料计算各月蒸发量均值见表2。
为了计算，值采用固定系数为0．93。
2．3一次洪水径流深总的推求
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l5m3／s，在洪水后或较丰水期则确定为20i3／s、30m3／s。
2．3．3r蘸的推求
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
尺总=∑q×／xtx3．6／f×1000
2．4降雨径流相关图分析
拟定的ppor及p+r相关图，高水点子少，由于一般多为复式峰，低水点子较乱，因56月的洪水由于地表尚未完全解冻，使径流深偏大，再者5月1日pn定30rnm也影响5～6月的洪水预报精度。
2．5建库后汇流分析
自20032008年的19次洪水过程统计中，只有“04一077—24”洪水相对较大，就以此次洪水为例来分析各入库控制站及磨盘山水库的汇流情况。各入库控制站汇流情况：
亮甸子水文站2004年7月24日2时14分降雨停止24日8时出现洪峰，汇流时间接近6h。
王家街水文站2004年7月24日1时31分降雨停止24日9时出现洪峰，汇流时间为8h30min。
大新屯水文站2004年7月24日1时08分降雨停止24日7时出现洪峰，汇流时间接近6h。
2．6突出点据分析
“88—07一l8”号洪水，降雨中心偏下游，使预报径流深偏大。
“88一08—21”号洪水，降雨中心偏下游，使预报径流深偏大。
“00一07—17”号洪水，由于前期较干旱，损失较大，使预报径流深偏大。
3体会
(1)雨量观测为日雨量，人为分析12h单位线有一定误差，所以对预报结果有一定影响。
(2)设每年5月1日为30mm，纯经验性。另外，在计算中取用同一值，累积到后期误差偏大，同样对预报结果有一定影响。
(3)由于考虑地面径流实际过程，本方案汇流单位线净雨深在10．0l左右，未对单位线进行修正。
(4)水库上游各控制站资料年限较短，构不成资料系列，使产、汇流分析计算比较困难，也使预报因子很难选择。
(5)由于流域面积较小、汇流时间短、控制站资料年限短，对预报精度有一定影响。
(6)磨盘山水库实用洪水预报方案将随着资料系列的增长而需逐步加以分析完善。
[ 参考 文献 ]
[1]葛文军，邢贞相．改进的bp神经 网络 在洪水过程预报中的应用[j]．水利科技与 经济 ，2006，12(3)：166—167．
[2]关晓芳，历红雨，孙振林．五常市洪涝灾害的成因及减灾措施[j]．黑龙江水专学报，2006，33(3)：92—93．
[3]潘华盛，王春丽，高煜中．山洪灾害发生 规律 及成因研究[j]．黑龙江水专学报，2006，33(1)：5—9．
[4]刘守财，毛世峰，孙景路．二门山水库设计洪水的计算方法讨论[j]．黑龙江水专学报，2006，33(2)：56—57．
[5]马振．振弦式传感器在磨盘山水库大坝渗流观测中的应用[j]．水利科技与经济，2007，13(6)：378—379．
[6]谢昆亮，马冲，王宇．哈尔滨市洪涝风险分析与灾情预警[j]．水利科技与经济，2o07，13(10)：752—753．
[论文摘要]通过对磨盘山水库以上流域的径流产生、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。
磨盘山水库始建于2003年，总库容量5．23×l0sm3水库洪水预报对于指导防汛减灾及水库 科学 调度是不可缺少的项目，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 地理概况
拉林河是松花江右岸的主要支流之一，发源于长白山脉张广才岭的白石砬子山，流域面积19200km2，是黑龙江省和吉林省的省际界河，其中属于黑龙江省的流域面积为10600km2，河源海拔高程1698m。
该流域东南高、西北低，是黑龙江省的主要暴雨中心之一。流域内山高林密，多生长杨、桦、榆等阔叶林，土层较薄。流域呈圆形状，河谷多呈v或u型窄深河谷，汇流历时短，水位暴涨暴落，属典型的山溪性河流。
磨盘山水库位于拉林河干流上游，在五常市沙河子镇磨盘山村东南2km处，地理位置e127。42、n44~24。控制流域面积115t。至河口343km，至下游五常水文站106km。水库上游高山峻岭，森林茂盛，主要河流有拉林河、大沙河、三岔河、大石头河、黄泥河等。水库下游有大支流：右岸有牛亡牛河，流域面积5300km2；左岸有溪浪河和卡岔河，流域面积分别为3040kiii2和3085。
1．1降水特征
流域多年平均降水量759．8mm，降水的年际变化较大，历年最大降水量为1980年1041．4mm，历年最小为1979年581．9nlm，相差1．79倍。本站降水主要集中在汛期6—9月，多年平均69月降水量为529．1nlm，约占年降水量的70％。历年最大6～9月降水量778．1mm(1960年)，历年最小6～9月降水量351．9mm(1978年)，历年最大月降水量330．6mm(1954年8月)，历年最大日降水量113．3mm(1956年8月613)，历年最大1h降水量46．6mm(1988年8月3日14时)。
1．2洪水特征
磨盘山水库洪水为典型的雨洪径流，年最大洪峰集中出现在汛期6—9月，尤以7—8月最为集中，78月出现年最大洪峰的概率为60％。
磨盘山水库洪水多单一峰，洪峰停留时间可分为两种情况：
(1)2004年9月28日前洪峰滞留时间为1l1左右。
(2)2004年9月28日水库大坝合拢后，自2005年凌汛至夏汛，由于水库泄流只靠导流洞，最大泄流能力只有110m3／s左右，个别有双峰型，一次洪水历时7d左右，洪水总量多集中在1—3d内。
历史 洪水(1932—2008年)。历史洪水排序表见表1。
2洪水预报经验分析
磨盘山水库洪水预报方案主要采用降雨径流预报方案，本次分析采用19532004年的有代表性资料。
2．1产流方式
磨盘山水库站多年平均降水量为759．8him，多年平均径流深476．7mm，年径流系数为0．63。次洪平均径流系数为o．56。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。一次洪水过程地下水比重均占总径流量的10％一20％，退水时段持续颇长，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产流参数的确定
2．2．1的确定
由前期雨量计算，也称前期影响雨量，为土壤湿度的指标，计算公式如下
po-l+l=(pl+p)
设每年5月1日=30，用公式pm+1=k(+p1进行逐日推算。每次洪水资料，则用水库流域内水文自动测报系统14个遥测雨量站算术平均值为流域前期影响雨量的计算依据，并以，一为上限控制。
2．2．2，一的确定
由于该流域汛期降雨集中而又连续，流量过程多为连续峰，因此，选择完全满足推算k条件的资料比较困难，推求的，一可能存在一定误差，由《黑龙江省产流参数的地区 规律 》一文可知，拉林河流域，一为90mm，故此方案中仍取90mm。
2．2．3值的确定
根据建库前沈家营站1953～1974年实测水面蒸发资料计算各月蒸发量均值见表2。
为了计算，值采用固定系数为0．93。
2．3一次洪水径流深总的推求
2．3．1退水曲线的形式
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l5m3／s，在洪水后或较丰水期则确定为20i3／s、30m3／s。
2．3．3r蘸的推求
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
尺总=∑q×／xtx3．6／f×1000
2．4降雨径流相关图分析
拟定的ppor及p+r相关图，高水点子少，由于一般多为复式峰，低水点子较乱，因56月的洪水由于地表尚未完全解冻，使径流深偏大，再者5月1日pn定30rnm也影响5～6月的洪水预报精度。
2．5建库后汇流分析
自20032008年的19次洪水过程统计中，只有“04一077—24”洪水相对较大，就以此次洪水为例来分析各入库控制站及磨盘山水库的汇流情况。各入库控制站汇流情况：
亮甸子水文站2004年7月24日2时14分降雨停止24日8时出现洪峰，汇流时间接近6h。
王家街水文站2004年7月24日1时31分降雨停止24日9时出现洪峰，汇流时间为8h30min。
大新屯水文站2004年7月24日1时08分降雨停止24日7时出现洪峰，汇流时间接近6h。
2．6突出点据分析
“88—07一l8”号洪水，降雨中心偏下游，使预报径流深偏大。
“88一08—21”号洪水，降雨中心偏下游，使预报径流深偏大。
“00一07—17”号洪水，由于前期较干旱，损失较大，使预报径流深偏大。
3体会
(1)雨量观测为日雨量，人为分析12h单位线有一定误差，所以对预报结果有一定影响。
(2)设每年5月1日为30mm，纯经验性。另外，在计算中取用同一值，累积到后期误差偏大，同样对预报结果有一定影响。
(3)由于考虑地面径流实际过程，本方案汇流单位线净雨深在10．0l左右，未对单位线进行修正。
(4)水库上游各控制站资料年限较短，构不成资料系列，使产、汇流分析计算比较困难，也使预报因子很难选择。
(5)由于流域面积较小、汇流时间短、控制站资料年限短，对预报精度有一定影响。
(6)磨盘山水库实用洪水预报方案将随着资料系列的增长而需逐步加以分析完善。
[ 参考 文献 ]
[1]葛文军，邢贞相．改进的bp神经 网络 在洪水过程预报中的应用[j]．水利科技与 经济 ，2006，12(3)：166—167．
[2]关晓芳，历红雨，孙振林．五常市洪涝灾害的成因及减灾措施[j]．黑龙江水专学报，2006，33(3)：92—93．
[3]潘华盛，王春丽，高煜中．山洪灾害发生 规律 及成因研究[j]．黑龙江水专学报，2006，33(1)：5—9．
[4]刘守财，毛世峰，孙景路．二门山水库设计洪水的计算方法讨论[j]．黑龙江水专学报，2006，33(2)：56—57．
[5]马振．振弦式传感器在磨盘山水库大坝渗流观测中的应用[j]．水利科技与经济，2007，13(6)：378—379．
[6]谢昆亮，马冲，王宇．哈尔滨市洪涝风险分析与灾情预警[j]．水利科技与经济，2o07，13(10)：752—753．
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