新立城水库流域汇流计算浅析

[摘要] ：本文对水库流域汇流计算进行了分析，提出了结合水利科技技术的发展，利用计算机技术，推动汇流计算的进一步发展，更好地为防汛工作服务。

[关键词]：汇流 单位线 雨强 水雨情 测报洪峰

中图分类号：P343.3 文献标识码：A

1.缘由

新立城水库位于第二松花江二级支流伊通河中游，控制流域面积1970平方公里。水库工程位于吉林省长春市净月高新技术开发区新立城镇，处于伊通河中上游，距长春市区16Km，为伊通河流域控制性水库枢纽工程，工程是以防洪、向长春市供水为主，结合天然渔业和旅游的大（2）型水利枢纽工程。工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级。水库按五百年一遇洪水设计,可能最大洪水复核。水库校核洪水位为222.26米，总库容55063万立方米，设计洪水位219.97米，相应库容36195万立方米，正常蓄水位219.63米，相应库容为33840万立方米，死水位210.80米,相应库容1515万立方米。

针对长春市头上的这盆水，如何做好水库防汛工作，确保省会长春市的防洪安全，适应水利科技新形势、新技术的高速发展，有必要进一步完善水库流域汇流方案，为长春市经济的发展保驾护航。

2.流域汇流简述

流域汇流计算是水库短期洪水预报的主要环节之一，对于做好水库的防汛工作起着至关重要的作用，具有十分重要的意义。目前，研究流域汇流计算，预报流域出口断面出流过程的主要途径有两种，一种是黑箱子性质的单位线法；另一种是属于概化推理性质的等流时线法。

2.1单位线法

单位线法是1932年舒尔曼首先提出的概念和方法，是以经验形式表达的，在倍比和线性迭加假定下计算出口断面汇流过程。具体定义为在特定流域上，单位时间内分布均匀的单位净雨深在流域出口断面所形成的地面流量过程线。其原理是建立在线性系统上，综合反映了流域坡面漫流和河网汇流的特性，也就是说从理论上，它是一条不变的汇流曲线。实践证明，各场洪水分析的单位线并不相同。原因是流域的汇流速度随时、空而变，并非是线性系统，受到净雨强度、降雨分布不均的直接影响。

2.2等流时线法

等流时线法是把流域上净雨汇流时间相等的地点连成一线，用以推求出口地面流量过程的方法；这种方法是一个概念性模型，是一种理想状态，并不能完全真实地反映流域汇流现象，其原因是它没有考虑河槽调蓄作用以及汇流速度在时间上和地面上的变化。

针对上述两种方法的优缺点，综合验证，目前广泛使用的汇流方法是经过改进的单位线法。

3.水库短期洪水汇流预报方案

目前水库汇流计算采用的是改进的经验单位线法，由于当时条件的限制，即水雨情信息还必须经过水文电报拍发来获得，故信息的获得还不具备实时性，具有延后的性质（3小时或6小时后才能获得）。针对当时的具体情况，水库的汇流方案综合考虑了前期影响雨量、暴雨中心位置、单位线的前涨型还是后涨型以及底水的影响，相应地分析出了多条对应的单位线，在当时条件下具有比较先进性，但是在峰现时间、洪峰预报上还存在着一定的误差。当前，随着计算机技术、水雨情测报技术、视频监控技术的不断发展，水雨情信息地获得具备了实时性，为单位线进一步完善奠定了坚实的基础。

4.汇流计算的改进

由于上述水利科技的发展，经验单位线可以增加变雨强因素来分析出单位线族，结合原有的汇流计算的相关因素，形成一个单位线数据库，增加到水库预报调度方案中，由计算机对汛期的实时降雨按照以上因素进行分析，从数据库中挑选出相应的单位线进行汇流计算；同时，根据测报的水雨情信息进行实时修正，从而进一步提高汇流计算的准确性。

4.1变雨强经验单位线分析

首先通过历史实测资料，分析出若干条单位线，并标注各自对应的主净雨时段的净雨强度；其次，按照客观存在的规律，即净雨强越大，峰现时间越提前，峰值越高，汇流时间越短。调整已分析出的单位线，组成1毫米净雨为单位的单位线族或变间隔净雨强度的单位线族，然后以初调的变雨强的单位线族，模拟计算历次实测洪水过程，用洪峰值、峰现时间合格率最高为准则，调整单位线族并选定它。具体预报作业时，可以每一时段选一种净雨强度单位线，也可以选一场过程中与主净雨强度对应的单位线去计算。

4.2汇流计算的实时校正

通过设在水库及入库河流上的水位站来实时的获取入库流量信息，从而对汇流计算的入库流量进行实时修正，以提高汇流计算的准确性。

5.经验总结

通过上述方法，虽然汇流计算数据库中变雨强的单位线族的单位线还不够完善，但仍在2013年汛期洪水汇流计算中进行了初步应用，取得了一定的效果；特别是对预报8月14日14时至8月16日20时降雨产生的洪水汇流计算中：预测洪水总量、洪峰流量和峰现时间的精度，都达到了甲级预报方案的要求。但从长远来看，变雨强的单位线族还需要继续积累和完善，以更好地为防汛工作服务！

参考文献：

(1) 水库防洪预报调度方法及应用；

(2) 工程水文学（魏永霞）；

(3) 工程水文学 (徐向阳 河海大学2006 年国家级精品课程)；

(4) 工程水文与水利计算(武大版教材)10；