流域汇流单位线推求方法实例对比分析

摘 要：流域汇流单位线法是针对降雨径流类型洪水的基本预报手段之一，该方法建立在对历史洪水规律的分析总结基础之上。目前推求流域汇流单位线有多种方法，比较实用的有瞬时单位线法和线性规划求解法，文章以实例流域为例，对两种方法推求的单位线进行了实例对比分析，通过对单位线的检验，提出了各方法的精度差异，并对其产生原因和各方法的使用注意事项进行了论述。

关键词：降雨径流洪水；河网汇流；单位过程线法；径流过程；规划求解

1 降雨径流类型洪水预报简介

在一些中小流域，因河道上仅有一处流域出口径流控制站，在对该站进行短期洪水预报时，其预报主要依据就是流域降雨，降雨在流域上产生的径流通过流域汇流最终通过流域出口断面。对这类洪水进行预报分产流和汇流计算两个部分，产流计算是指确定有多少流域降雨在扣除蒸发、下渗、截留等损失后成为径流进入河网；汇流计算是指进入河网的径流在流域出口断面形成怎样的径流过程，主要包括径流历时和洪峰流量。产流计算一般利用事先已有产流计算方案，如用降雨径流相关图来确定本次降雨的有效净雨量，即扣除损失后形成径流的雨量。汇流计算可用流域汇流单位线来推算流域汇流过程，文章重点对流域汇流单位线的推求方法进行对比分析。

2 汇流单位线概念和使用方法介绍

流域汇流单位线的通俗解释是指一定量级的净雨，在流域出口断面形成的流量过程，由流域实测雨洪资料求得。单位线有三个特征指标，即：单位线峰值；洪峰滞时，指降雨历时中间点至洪峰的时距；径流过程总历时。实际使用时单位净雨深常取10mm，单位时段一般取3、6、12h等，常取决于降雨时段。有了流域汇流单位线就可以利用实际净雨与单位净雨的倍比关系来预报实际径流过程。

3 流域汇流单位线推求方法介绍

流域汇流单位线的推求方法较多，比较原始的有列表计算法、图解法和试错法，这些方法费时、费力，目前已逐渐被淘汰，文章以常用的瞬时单位线法和规划求解法来进行实例流域汇流单位线的推求分析。

3.1 规划求解法

该方法是利用线性规划数学方法使求解值在特定条件下满足条件。具体使用时就是利用已有的实测洪水过程和对应各时段的净雨量，由计算机优选出最佳的单位过程线，该方法可设置多个约束条件，计算简便快捷。

3.2 瞬时单位线法

瞬时单位线是指无论净雨时段是多少，其单位洪水过程时段都是是瞬时的，该方法的主要优点是求得的瞬时单位线可以转换为任意时段，实用性较强，其主要参数n、k可由计算机优选。瞬时单位线计算公式为u（t）=■（■）■（e■），式中参数t、k由实例洪水通过矩法计算得出。

4 实例应用

某站一次洪水过程如表1（第8列，已扣除前期底水）所示，断面面积F=560km2，计算时段△t=3h，规划求解和瞬时单位线法计算结果见表1、表2。

5 结束语

（1）规划求解法推求单位线模拟计算的结果精度要略高于瞬时单位线法。该方法使用条件低，对单位线时段流量方便优选。在一些特定流域对预报精度要求较高时建议优先使用该方法。

瞬时单位线法因其有方便查用的s（t）曲线表，可以任意时段转换，但转换后的单位线概化程度较高，精度会降低，因此瞬时单位线法适用于临时性流域降雨径流预报。

（2）受实测雨洪资料观测误差限制，任何方法求得的单位线都有使用局限性，因此，在实际工作中应针对流域特性及时分析总结流域单位线的精度变化，及时对流域单位线进行补充更新或修正处理。

参考文献

[1]邓先俊.陆地水文学[M].北京：水利电力出版社，1984.

[2]李慧珑.水文预报[M].北京：水利电力出版社，1979.

[3]宋少忠.Excel公式、函数和图表应用与实例分析[M].中国水利水电出版社，2008.

作者简介：栗彦博（1972，1-），男，内蒙古丰镇人，工程师。