洪水预报分析论文

摘要：近年来，云南省因强降雨引发的洪水灾害时有发生，暴露了高原山区中小河流预警预报的突出问题和薄弱环节。采用中国洪水预报系统，构建了东营水文站新安江三水源模型，并对其进行了参数率定，编制了东营水文站洪水预警预报方案。洪水预报精度测定结果表明：东营水文站新安江三水源模型方案精度评定为乙级，可用于发布预报。下面是小编整理的《洪水预报分析论文 (精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

洪水预报分析论文 篇1：

南汀河流域河系洪水预报方案构建及应用分析

摘要：根据南汀河流域现有水文、雨量站网资料，运用中国洪水预报系统，分别制作了南汀河干支流5个水文站单站洪水预报方案。根据河系所有子流域的上下游拓扑关系，将流域河系5个单站洪水预报方案构建南汀河河系预报，并用大、中、小不同洪水量级进行了预报实例分析。分析结果表明：南汀河河系预报构建后，较单站预报时间缩短了4-5倍，有效提高了预报时效，可为开展南汀河预报、防汛减灾提供技术服务支撑。

关键词：洪水预报;河系预报;南汀河流域;云南省

中图法分类号：P338

文献标志码：A

DOI：10.15974/j .cnki.slsdkb.2020.08.002

1 研究背景

南汀河属怒江左岸一级支流，流经云南省西南部，为中缅国际河流。境内流域面积8 245 km2，全部属于云南省临沧市，流域涉及临沧市6个县区33个乡镇。南汀河干流上游为临沧市主城区，下游为临沧市最大坝区——孟定坝，该坝区为临沧市主要粮食、经济作物产区。流域暴雨主要受孟加拉湾西南暖湿气流影响，流域内洪水主要由暴雨产生，暴雨洪水频繁，下游孟定段为云南省级主要防洪河段。南汀河流域河流众多，河系发育，集水面积大于100 km2的支流有9条，目前设有5个水文站，71个雨量站，南汀河流域河系及站网分布详见图1。本文提出利用流域内已有暴雨洪水资料，编制南汀河流域的河系预报，提高预报效率，为南汀河流域防汛测报、应急救援、管理保护、防洪减灾提供技术支撑和科学、准确的决策支持。

2 南汀河流域河系预报

南汀河流域河系预报是利用南汀河流域每个子流域的实时降雨量值和流量值、预设的未来降雨量值、上游子流域水库调度方式、率定后的参数及预报模型，并根据河系所有子流域的上下游拓扑关系，得出南汀河流域上所有子流域的预报结果[1-3]。

2.1 单站预报

根据南汀河流域5个水文站控制流域概况及资料情况，自上而下制订单站预报方案如下：

(1)上游左翼支流西河设有西河水文站，控制面积193 km2。预报方案采用的方法是：方案有一个输入，根据流域内雨量站点，采用SMS_3(新安江三水源蓄满产流模型)和LAG3(三水源滞后演算汇流模型)[4]，拟合西河水文站洪水进行预报。

(2)干流上游大文水文站，控制面积651 km2。预报方案采用的方法是：方案有3个输入，将西河水文站、博尚水库分别作为一个输入，采用马斯京根河道连续演算法(MSK)演算至大文水文站出口断面;博尚一西河一大文水文站区间流域为另一个输入，区间采用SMS_3和LAG_3，演算至大文水文站出口断面。把所得过程叠加得到大文水文站流量过程。

(3)干流下游姑老河水文站，控制面积4 185 km2。预报方案采用的方法是：方案有2个输入，将大文水文站作为一个输入，采用MSK演算至大文水文站出口断面;大文一姑老河水文站区间流域为另一个输入，区间采用SMS_3和LAG_3，演算至姑老河水文站出口断面。把所得过程叠加得到大姑老河水文站流量过程。

(4)下游右翼支流南捧河设有凤尾坝水文站，控制面积712 km2。预报方案采用方法为：方案有2个输入，将帮海水位站作为一个输入，采用MSK演算至凤尾坝水文站出口断面;帮海一凤尾坝区间流域为另一个输入，区间采用SMS_3和LAG_3，演算至凤尾坝水文站出口断面。把所得过程叠加得到凤尾坝水文站流量过程。

(5)大湾江水文站控制面积7 986 km2。预报方案采用的方法是：方案有3个输入，将姑老河和风尾坝水文站分别作为一个输入，采用MSK演算至大湾江水文站出口断面;姑老河一凤尾坝一大湾江水文站区间流域为另一个输入，区间采用SMS_3和LAG_3，演算至大湾江水文站出口断面。把所得过程叠加得到大湾江水文站流量过程。

在建立单站预报方案过程中，预报方案模型参数成果均选用一定时期的连续历史资料，其中包括大、中、小不同量级的洪水，特别是21世纪以来的大洪水资料，进行率定优选[5]。

2.2 河系预报

单站预报方案构建率定完成后，根据南汀河流域所有子流域的上下游拓扑关系，通过区域管理模块，将流域河系上5个站点预报方案进行河系预报构建[6]，其结构见图2。

2.3 应用实例分析

以南汀河下游干流控制站姑老河水文站64 a实测洪水资料为基础，分析出南汀河大、中、小洪水量级，以“20140722”“20170911”“20180726”洪水分别作为大、中、小典型洪水，对南汀河7个水文预报断面进行单站预报，并采用南汀河河系预报进行实例分析如下。

(1) 2014年7月20日受第九号超强台风“威马逊”减弱为热带风暴影响，南汀河出现大范围暴雨、大暴雨，此次降水过程历时长、强度大，致使南汀河全流域均发生30～ 50 a一遇洪水，引发不同程度的洪涝灾害。2014年7月21日08：00對南汀河流域未来48 h展开洪水作业预报。单站预报5个站，平均每站约需4 min，河系预报5个站共约需4～5 min，较单站预报时间缩短4-5倍(见图3)。预报结果合格率达88%[7]。预报结果与实测成果比较详见表1-5。(2)2017年9月10日08：00对南汀河全流域未来48 h洪水进行作业预报，单站预报5个站，平均每站约需4 min，河系预报5个站共约需4～5 min，较单站预报时间缩短了4～5倍。预报结果合格率达76.0%。预报结果与实测成果比较详见表6-10。

(3)2018年7月26日08：00对南汀河全流域未来48 h洪水进行作业预报，单站预报5个站，平均每站约需4 min，河系预报5个站共约需4～5 min，较单站预报时间缩短了4～5倍。预报结果合格率68.0%。其预报结果与实测成果比较详见表11-15。

从以上南汀河流域不同量级洪水预报结果可知：当发生全流域降水，洪水量级达到大洪水级别时，采用河系预报的预报结果总体合格率达85%以上;当洪水量级较小，采用河系预报的预报结果总体合格率低于70%，这是因为流域内集水面积较小的水文预报断面合格率低。

3 结语

当南汀河流域发生大洪水时，河系预报总体合格率达85%以上。南汀河河系预报构建后，较单站预报时间缩短了4～5倍，提高了预报时效，取得了防汛减灾效益。河系预报是建立在单站预报的基础上，因此对每个单站预报断面的模型参数率定需有一定数量的历史资料支撑。由于河系预报可对区域洪水进行快速作业预报，并提供防洪重点地区具有不同预见期和精度的洪水预报成果，同时整合人力资源，因此构建河系预报是洪水预报未来发展的趋势。

参考文献：

[1]张兰.实时洪水预报系统[J].水利水电快报，1996，17(7)：31-32.

[2] 章四龙，中国洪水预报系统设计建设研究[J].水文.2002，47(1)：32-34.

[3]陈捍华，李蓓蕾.流域洪水预报系统及其关键问题研究[J].水利科技与经济，2005，11(2)：93-96.

[4] 夏达忠.流域洪水预报系统关键技术研究[D].南京：河海大学，2005.

[5] 章四龙，洪水预报系统关键技术研究与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[6] 水利部水文局.中国洪水预报系统技术报告和操作手册[R].北京：水利部水文局，2011.

[7]CB/T 22482-2008水文情报预报规范[S].

(编辑：唐湘茜)

作者简介：施晓燕，女，工程师，主要从事水文水资源分析、水文预测预报、水利工程水文分析计算等工作。E-mail： 415770286@qq.com

作者：施晓燕

洪水预报分析论文 篇2：

云南省明光河东营水文站洪水预警预报方案分析

摘要：近年来，云南省因强降雨引发的洪水灾害时有发生，暴露了高原山区中小河流预警预报的突出问题和薄弱环节。采用中国洪水预报系统，构建了东营水文站新安江三水源模型，并对其进行了参数率定，编制了东营水文站洪水预警预报方案。洪水预报精度测定结果表明：东营水文站新安江三水源模型方案精度评定为乙级，可用于发布预报。该方案提升了该地中小河流水文预警预报服务能力和水平，为中小河流防洪减灾提供帮助。

关键词：洪水预警预报;方案编制;东营水文站;明光河;云南省

中图法分类号：P338 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.03.001

1 流域概况

明光河属伊洛瓦底江流域瑞丽江水系，发源于云南省腾冲县高黎贡山西侧中缅交界一带，主流源于腾冲县明光乡北部的河头山(河源海拔2 520 m)，进入明光坝、固东坝称明光河，径流面积1 831.7 km2，年平均产水量24.996 6亿m3。

2 站网分布及水文资料

东营水文站是国家基本水文站、明光河流域干流控制站，地理坐标为东经98°32′，北纬25°38′，积水面积416 km2。该站建于1958年12月2日，包含1959～2018年共60 a洪水资料，包括大、中、小洪水年份。东营水文站以上流域内设有一座地盘关雨量站，该站由云南省水文水资源局保山分局于1958年设立，历史系列资料中雨量资料多为人工委托观测，大部分仅为日降雨量。2012～2013 年依托云南省中小河流建设项目，该雨量站改建为自动测报雨量站点，由保山分局负责观测和资料整编。

3 预报模型及参数优选方法

本次流域断面洪水预报方案采用中国洪水预报系统编制。方案编制过程中，水文模型使用新安江模型中的 SMS_3三水源蓄满产流模型、LAG_3 三水源滞后演算汇流模型[1]。参数优选方法选用中国洪水预报系统提供的 Simplex 方法和rosenbrock 方法[2]。

4 预报方案

4.1 方案构建

使用中国洪水预报系统构建东营水文站预报断面洪水预报方案。中国洪水预报系统进行模型率定建立预报方案，需要使用水文站、雨量站具有较高同步系列的资料[3]。东营水文站断面洪水预报方案有1个区间汇流。区间产流计算所用雨量站有东营、地盘关2站。方案计算时段为 1 h，采用 2017 年综合水位流量线转换成河道水位，方案输出为东营时段水位流量过程。方案蒸发资料采用东营水文站多年蒸发资料。

4.2 方案模型

产流模型方法采用新安江三水源蓄满产流(SMS_3)，区间雨量权重计算采用泰森多边形法。汇流模型方法采用坡面汇流滞后演算(LAG_3)[4]。

模型调试选取2013～2018年历史资料计算水量平衡为0.000，蒸散发折算系数K=1.198;选取2013，2015，2016，2017，2018年共计5 a历史资料，9场次大、中、小型洪水率定参数;选取2019年历史资料9场次大、中、小型洪水进行模型检验。优化率定方法采用單纯形法。

各目标函数统计见表1。产流模型和汇流模型参数及其区间见表2和表3。

4.3 方案精度

按照GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》[5]，降雨径流预报以实测洪峰流量的20%作为许可误差;洪量的许可误差参照洪峰流量的许可误差;峰现时间以预报时间至实测洪峰出现时间之间时距的30%作为许可误差，当许可误差小于3 h或1个计算时段长，则以3 h或1个计算时段长为许可误差;当1个预报方案包含多个预报项目时，预报方案的合格率为各预报项目合格率的算术平均值[5]。

通过对率定期的9场大、中、小型洪水进行精度统计，预报洪峰流量合格场次7场，不合格2场;峰现时间合格7场，不合格2场;洪量预报合格6场，不合格3场;综合预报合格率74.1%。率定期场次洪水预报精度详见表3。

通过对模型检验的9场大、中、小型洪水进行精度统计，预报洪峰流量合格场次6场，不合格3场;峰现时间合格9场，不合格0场;洪量预报合格6场，不合格3场;综合预报合格率77.8%。模型检验场次洪水预报精度详见表4。

5 预报方案等级评定

根据GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》，预报方案精度等级由确定性系数和合格率两个指标评定[5]。东营水文站新安江三水源模型方案参数率定和模型检验的确定性系数分别为0.748和0.827，9场大、中、小型场次洪水综合预报合格率分别为74.1%和77.8%，两个指标均达到乙级精度标准，预报精度等级见表5。东营站新安江三水源模型方案精度评定为乙级，可用于发布预报。

6 结 语

通过对预报方案的确定性系数和合格率两个指标进行测定，东营水文站新安江三水源模型方案精度评定为乙级，可用于发布预报。东营水文站洪水预警预报方案的编制，提升了该地中小河流水文预警预报服务能力和水平，有助于本地中小河流防洪减灾工作。

参考文献：

[1] 王佩兰. 三水源新安江模型的应用经验[J]. 水文，1982，34(5)：12-18.

[2] 长江水利委员会水文局. 水文情报预报技术手册[M]. 北京：中国水利水电出版社，2010.

[3] 刘志雨. 山洪预警预报技术研究与应用[J]. 中国防汛抗旱，2012，22(2)：41-50.

[4] 赵人俊. 流域汇流的计算方法[J]. 水利学报，1962，39(19)：209-211.

[5] GB/T 22482-2008 水文情报预报规范[S].

(编辑：李晓濛)

作者：刘楚文

洪水预报分析论文 篇3：

黄河小北干流漫滩洪水分析和预报方法探讨

摘要：在分析黄河小北干流河道特性、漫滩洪水水沙特点和演进规律以及平滩流量随来水来沙和河道冲淤变化情况的基础上，考虑小北干流宽浅河道的特点和漫滩洪水调蓄特征，用实测淤积断面资料和水位站资料建立了河道槽蓄关系，用“蓄率中线法”对漫滩洪水进行演算预报。对高含沙漫滩大洪水在滩地滞蓄淤积，洪量减小、洪峰曲线坦化的情况，建立了滞水滞沙处理模型。结果表明：1960年以来21场漫滩洪水的预报检验合格率为85.7%，对黄河“92·8”洪水和“%·8”洪水预报的确定性系数分别为0.87，0.93，洪峰流量预报精度分别为86.5%，96.3%.

关键词：预报方法;漫滩;水沙特性;洪水;小北干流;黄河

黄河小北干流(龙门至潼关河段)是典型的宽浅游荡型河道，区间集水面积为184 589km2，河段长132.5km，河床纵比降为0.03%一0.06%。黄河从龙门水文站下游约1.5km的禹门口卡口出山陕峡谷人小北干流，河道骤然展宽，由约130 m展宽到3km左右，最宽处可达19km，河道宽浅，水流散乱，沙洲密布，冲淤变化剧烈，素有“三十年河东、三十年河西”之称。1986年以来，小北干流河道淤积不断增加，河道萎缩严重，平滩流量不断减小，洪水漫滩概率增大。洪水漫滩后，洪峰削减率增大，传播时间延长，给洪水预报工作带来了较大的困难。本文在分析小北干流河道情况和漫滩洪水特性的基础上，对预报方法进行了探讨，以期为提高漫滩大洪水的预报精度提供技术支撑。1河道平滩流量变化情况

龙门一潼关河段属于三门峡库区，该河段平滩流量的变化与三门峡水库运用、河道冲淤、潼关高程等关系密切。三门峡水库运用初期以蓄水运用为主，库区河道严重淤积，小北干流平滩流量由建库前的13 000m3/s左右骤减到到1966年汛前的4 000m3/s。三门峡水库在1965-1973年先后经历二次大的改建，增大了泄流规模，加之敞泄排沙运用，到1973年10月实行“蓄清排浑”运用前，水库库容恢复到50亿一60亿m3，河道平滩流量增大到10 000m3/s左右(见图1)。

三门峡水库实行“蓄清排浑”控制运用后，1974-1985年龙门站年均来水量303.3亿m3，比多年(1950-2010年，下同)均值[’]增大11.4%;年均来沙量6.14亿t，比多年均值减小15.8%。可见，该时段小北干流属丰水枯沙系列年，水沙条件有利，小北干流累计冲刷0.1538亿m3。河道平滩流量为9000一13 500m3/s。

1986-2003年龙门站年均来水221.3亿m3，比多年均值偏小18.6%;年均來沙5.76亿t，较多年均值偏小21.0%，属枯水枯沙系列年，年均含沙量为26 kg/m，，比控制运用后(1974-1985年)增大6 kg/m，，来水来沙条件不利。该时段小北干流累计淤积7.025亿m3，河道淤积萎缩严重，主槽过洪能力显著减弱。到2003年汛前，小北干流平滩流量减小到2 600m3/s。2003年7月31日龙门站洪峰流量7 340m3/s的洪水经小北干流漫滩滞蓄，到潼关站时洪峰流量仅为2 110m3/s，洪峰削减率达73.3%，洪峰传播时间30.1 h，较未漫滩洪水的传播时间增加10 h以上。

2004-2015年小北干流虽然出现连续枯水枯沙年份，但是来水来沙条件较为有利，龙门站年均水量较多年均值偏小约30%，而年均沙量较多年均值偏小约70%，沙量的减小比例大于水量的，水沙组合有利。加之黄委从2004年汛期开始在小北干流连伯滩实施放淤原型观测试验、从2002年11月开始三门峡水库蓄水位按不超过318 m控制运用、从2007年开始开展利用桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验，这些措施使小北干流河道2004-2015年累计冲刷1.346亿m3，河道平滩流量由2003年汛前的2 600m3/s增大到2015年汛前的5 010m3/s(见图1)，河道萎缩状况比前期有所改善。

三门峡水库在1973年10月控制运用前，小北干流平滩流量受水库蓄水淤积影响较大;三门峡水库控制运用后，小北干流平滩流量变化主要由来水来沙条件决定。目前，由于来水来沙条件有利，加之小北干流放淤试验和利用桃汛洪水冲刷降低潼关高程等举措，小北干流河道淤积萎缩状况有所改善，但河道萎缩仍较严重，因此分析小北干流漫滩洪水的水沙特性和演进规律，探讨漫滩洪水预报方法，对防汛和三门峡水库防洪调度运用具有重要作用。2漫滩洪水特性分析

小北干流河道平面面积约为1 107km2，其中滩地面积为696km2，占河道总面积的63%，主槽面积仅占37%。洪水漫滩后，由于小北干流滩地糙率为0.020-0.032，主槽糙率为0.010一0.012[’]，加之滩地水草丛生、凸凹不平，因此上滩洪水受到的阻力加大，流速减小，泥沙大量淤积，使洪水过程总量减小，洪峰曲线坦化，传播时间延长。洪峰削减率K、滩地滞水滞沙量等。

2.1漫滩洪水洪峰削减情况分析

从三门峡水库1960年蓄水运用以来(1960-2015年)，小北干流出现21场较为明显的漫滩洪水过程，从洪峰的削减情况看，最大削峰率为73.3%，最小削峰率为22.00/c (1977年“揭河底”冲刷除外)，平均削峰率为40.3%，比未漫滩的一般洪水削峰率大10%一15%，见表1。

从实测漫滩洪水资料分析可知，洪峰削减率K不仅与漫滩程度有关，还与龙门站洪峰流量的大小、洪峰曲线的“胖瘦”等有关。为此建立了反映洪水漫滩程度的综合参数——漫溢系数y，计算公式为式中：叽为漫滩水量(龙门站流量大于平滩流量时对应的水量);W平为平滩水量;叭为龙门站水量。

在龙门站水量一定的条件下，y值愈大漫滩水量愈大，洪峰削减率愈大，y=0时为槽流量。由漫溢系数与洪峰削减率之间的关系(见图2)可知，洪水的漫溢系数(即漫滩程度)越大，洪峰削减率越大。y=0时的洪峰削减率约为20%。由表1和图2可知，漫滩洪水的削减率总体上随着洪峰涨率刀的增大而增大。2.2漫滩洪水演进过程水沙量变化分析

从表2可见，漫滩洪水在小北干流演进过程中，滩地滞水滞沙，泥沙淤积，洪水过程径流总量平均减少15.8%，输沙总量减小45%，减少的输沙量换算为体积(干容重取1.5t/m，)，约占径流总量的8%。洪水漫溢到滩地的水沙量(大于平滩流量的水沙量)越大，洪水过程径流总量的损失量越大。洪水过程输沙量s，与输沙量减小量OS，的关系见图3。

由图3可知，漫滩洪水输沙量越大，漫滩后淤积减少的沙量也越大。同时，洪水漫溢出主槽的水沙量越大，淤积减少的输沙量也越大。由资料求得一次洪水滞沙量OS，与洪水输沙量S，、漫滩沙量义(Q龙>Q平时对应的输沙量)之间的综合关系：

△s，=a，Sw+a sr2 }+R=(a，+azy)Sw+R(2)式中：a，.az为系数，分别取0.306，0.575;P为常数，此处取O;y=0时孔=0。

3.5预报成果的检验和评定

对1960年三门峡水库建成运用以来小北干流出现的21次漫滩洪水进行评定和检验，洪水过程预报检验合格率为85.7%。对典型的黄河" 92·8..洪水和“96·8”漫滩大洪水进行检验，洪水過程预报精度(确定性系数[4])分别为0.87、0.93，洪峰流量预报精度分别为86.5%和96.3%(见图4)。可以看出，该预报方法对小北干流漫滩大洪水的预报具有重要的参考价值。

4 结语

通过对小北干流河道情况和漫滩洪水特性、演进规律、冲淤变化等进行分析，用实测淤积断面资料和水位站资料建立了河道的槽蓄关系，用“蓄率中线法”对漫滩洪水进行调洪演算预报，收到了良好的预报效果。对高含沙漫滩大洪水，在滩地水量滞蓄、泥沙淤积使得洪水径流总量减小的情况下，建立滞水滞沙处理模型，提高了漫滩洪水预报精度。需要指出的是，该漫滩洪水预报方法还需不断完善，以适应不同的河道情况和洪水特性。

参考文献：

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[2]程龙渊，刘栓明，肖俊发，等.三门峡库区水文泥沙实验研究[J].郑州：黄河水利出版社，1999：113-123.

[3]庄一鸽，林三益.水文预报[M].北京：水利电力出版社，1986：92-114.

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.水文情报预报规范：GB/T 22482-2008[S].北京：中国标准出版社，2008：5-9.

作者：李杨俊 郑雁芬 孙文娟 宁爱琴 柯桂英