观音阁流域洪水预报模型初探

刘 波，马广明

（（辽宁省观音阁水库管理局，辽宁 本溪 117100）

1 流域概况

观音阁水库位于辽宁省本溪市本溪县小市太子河干流上游，是一座以防洪和灌溉为主，兼顾发电、养鱼等大型综合性水利枢纽工程，水库的工程标准为千年设计，万年校核，控制流域面积2 795 km2，总库容21.68×108m3。观音阁水库属于多年调节水库，年平均降雨778 mm，河道平均坡降0.125%，多年平均来水量为11.1×108m3。由于流域暴雨集中、强度大，加之地形较陡，因而水库入库洪水具有山区洪水的特点，洪水历时短，涨落急剧，来势凶猛，洪峰高，洪量相对较小。加之水库下游人口众多，因此水库防洪任务艰巨。

2 洪水预报模型

2.1 单元划分与预报模型选取

以水库流域为基本单元，进行洪水预报方案的研究。经比较分析，太子河流域与浑河流域都地处辽宁省的东部，均属于半湿润半干旱地区，下垫面状况都很相似，降雨分布的特点也很近似，入库洪水都具有山区洪水的特点，因而流域的产流模型都选用大伙房模型,汇流模型采用经验单位线。

2.2 产流模型原理

大伙房产流模型是8参数超渗产流计算模型，引用双层入渗曲线进行扣损计算，并以抛物线描述上层蓄水量和双层下渗率分布状况。

2.2.1 产流模型

（1）不透水面积上的径流

式中 P为时段降雨量，KC是流域蒸散发能力与ER大水体蒸发量的比值；C为日降雨观测的时段数；g为流域不透水面积占总流域面积的比值。

（2）地面壤中流

（3）流域总径流

2.2.2 流域蒸散发

（1）当降雨量超过流域蒸发能力时，即净渗雨强PC＞0，土壤表层蓄水量

土壤下层逐时段土壤蓄水量

（2）当日流域平均降雨量小于流域蒸发能力，即P＜ED时，表层蒸散发量

t+1日表层蓄水量

下层蒸发量

当（S-Eu）＜0时，

t+1日下层土壤蓄水量

2.3 汇流模型原理

观音阁水库以上流域的汇流模型采用经验单位线，是选择降雨和径流资料完整、对应较好的不同天气系统、降雨强度和暴雨中心位置的洪水过程，综合分析出5种类型的经验单位线。

3 模型参数优选

3.1 产流参数优选

以观音阁水库的19场历史洪水为基础，对产流模型的8参数进行优选。 产流参数优选成果：不透水面积占全流域面积之比值G＝0.05；表层蓄水容量曲线形状参数A＝4.332；下渗率抛物线分配曲线形状参数B＝0.907；下层下渗曲线曲率K＝0.353；表层蓄水容量 S0＝65；下层蓄水容量 U0＝85；下层蓄水容量与地下水库蓄水容量（V0）之和D0＝160。蒸发值的选取见表1，产流调试结果见表2，产流模型参数调试精度见表3。

表1 蒸发值的选取

表2 观音阁水库以上流域产流调试结果

表3 观音阁水库以上流域产流模型参数调试精度

3.2 汇流调试结果

应用5条经验单位线对流域的23场历史洪水进行调试，结果见表4。流域汇流调试精度见表5。

表4 观音阁水库以上流域汇流调试结果

表5 观音阁水库以上流域汇流调试精度

4 结论

观音阁水库流域洪水预报模型的应用，使产流预报精度比较高,径流深的模拟精度达到了93.4%，合格率达到了94.7%；经验单位线用于观音阁水库以上流域的汇流预报精度比较高，峰值的合格率达到了95.7%，总体的合格率也达到了78.2%。