柳州市无资料地区中小河流水位站预警预报方法探讨

廖文凯

（柳州市水文水资源局，广西 柳州 545001）

柳州市无资料地区中小河流水位站预警预报方法探讨

廖文凯

（柳州市水文水资源局，广西 柳州 545001）

针对柳州市新建33个中小河流水文（位）站水情预报问题，通过分析这些中小河流的特点，调查测定防洪警戒水位，建立简单的面降雨量、降雨历时、起涨水位和洪峰水位的多元回归模型，整理出预警速查表。实践证明：该方法效果较好，能较好地开展柳州市中小河流预警预报工作。

中小河流；警戒水位；预报模型；速查表

随着中小河流水位站的建设完成，中小河流的预警预报工作将成为水情工作的重点和难点。当前没有足够资料支撑中国洪水预报系统等相关模型，无法建立适合开展中小河流洪水预警预报的相关预报方案。因此，针对中小流域洪水特点，能够用较短时间提供科学的及时的洪水预测预报信息十分必要。本文利用函数模型分析编制中小流域实用洪水预报模型，既简单、实用又有可操作性。

1 柳州市中小河流水文（位）站概况

2011年以来，随着中小河流水文监测系统的建设，柳州市水文水资源局新建了33个水文（位）站。目前，辖区内共有36个中小河流水文（位）站（集水面积小于3 000 km2），其中集水面积在100 km2以内有6个站，100～250 km2的有11个站，250～500 km2的有8个站，500～1 000 km2的有6个站，1 000～2 000 km2的有4个站。这些中小河流站点由于所处地理位置不同，河流特性也各不相同。如融水县境内的中小河流属山区性河流，洪水暴涨暴落，汇流时间短，河道坡降大。而柳江县境内中小河流地处平原，河道坡降小，汇流时站较长，洪水涨幅较小。当前，柳州市水文水资源局中小河流仅四排、勾难和富乐有较长雨量和水位流量资料系列，其余站点由于是近几年新建的水位站，无流量资料系列，仅有2～5年水位、雨量资料系列。

2 中小河流特点

与大江大河洪水相比，中小河流在时空分布、成因、形成过程等方面有着显著不同，归纳有如下特点：

（1）洪水暴涨暴落，洪水强度大，流速快、汇流历时短，汇流时间一般在6 h以内，个别站主雨峰后0.5 h出现洪峰；

（2）中小河流分布广、数量多，各种流域自然地理、气候特征复杂多样，水文气象条件也不相同；

（3）中小河流洪水具有季节性、突发性和频发性，主要发生在夏季，雨季的强降雨往往造成中小河流突发性洪水灾害；

（4）中小河流洪水破坏性强，危害大，山区中小河流洪水常伴有泥石流、滑坡等山地灾害发生。

3 调查测定警戒水位

开展中小河流水位站的预警预报工作，首先要了解该河流内自然地理特性、历史洪水情况、水工程设施情况、水情站网建设等，并通过调查测量，测定该河段的防洪警戒水位。

当前，部分中小河流防洪标准为3～5 a，大多数中小河流不设防。在调查设立防洪警戒水位的确定，坚持以人为本原则，以洪水淹入居民房、重要的乡村公路、桥梁的水位作为防洪警戒水位。调查测量以县级防办牵头，水文局、当地乡镇一同，调查水文站河段上下游主要乡镇、村屯历史洪水情况，最低受淹居民、单位等，最终商定警戒水位。由县防汛办下发文明确中小河流警戒水位，作为水文部门预警预报的依据。

4 预警预报方法[1]

4.1 方法简介

当前柳州市水文水资源局中小河流水文站多为刚刚设立的站点，没有流量测验资料，采用中国洪水预报系统和单位线，预报结果均是流量，无法换算成水位结果。目前新建中小河流收集有近3年雨量、水位资料，而影响中小河流洪水主要因素是次洪面降雨量，降雨历时和起涨水位，通过对次洪面降雨量，降雨历时、起涨水位与洪峰水位4因素建立多元回归方程，得到预报回归模型。在出现降雨过程后，立即收集面降雨量、降雨历时和起涨水位，带入多元回归方程即可预报出河流洪峰水位。

4.2 预报模型建立

4.2.1 资料收集

以白寺圩水位站为例进行预报模型建立。白寺圩水位站位于广西柳州市鹿寨县中渡镇白寺圩村大寨屯，距中渡镇16 km，为洛江上游干流黄腊河控制站。河流平均坡降2.58‰，流域面积232 km2。流域内有鲁脚、桐隘、黄腊3个雨量站和白寺圩水位站，分别按如下方法收集次洪面降雨量，降雨历时、起涨水位与洪峰水位；

（1）次洪面降雨量计算。起始降雨量以小时面平均降雨量大于3 mm开始计，至最大3 h降雨量止，统计计算次洪面降雨量；

（2）降雨历时T历。起始降雨量以小时面平均降雨量大于3 mm开始计，至最大3 h降雨量止，统计计算降雨历时；

（3）起涨水位Z起。统计本次洪水的起涨水位；

（4）峰现时间。最大3 h降雨量止的时间至洪峰水位出现时间的差值。

相关因素统计见表1。

表1 预报相关因素统计

4.2.2 建立回归模型

取各次洪峰水位与相应的P面、T历、Z起为参数建立多元回归方程，形式为：Zm、白=aP面+bT历+dZ起+C，通过对上述11场实测洪水资料，采用最小二乘法原理按似合得出各参数系数，得到预报回归模型为：

Zm、白=0.01 555P面-0.03 338T历+0.637Z起+50.8 486

采用上述模型对11场洪水进行评定，结果误差在0.2 m以内的7场，0.2～0.3 m的3场，0.3～-0.5 m的1场，方案合格率达91%。基本满足中小河流预警预报要求。

4.3 建立预警雨量速查表

通过预报回归模型，统计水位达到警戒水位141 m时的不同起涨水位、降雨历时及面平均降雨量，建立预警雨量速查统计表，便于预警工作的开展（见表2）。

表2 预警雨量速查统计表

5 结语

本文通过对中小河流洪水的面降雨、洪峰水位进行分析，建立了面降雨量、降雨历时、起洪水位和洪峰水位预报模型，该模型参数少，参数统计简单，在资料较少，且无流量资料的情况下对中小流域洪水预报具有一定实用价值。柳州市水文水资源局通过使用该方法，已经较好地开展了中小河流预警工作，效果较好。

[1]水利部水文局水文信息中心.中小河流山洪监测与预警预报技术研究[M].北京：科学出版社，2010.

（责任编辑：周 群）

Forecast method of middle and small river level stations in data-less areas of Liuzhou City

LIAO Wen-kai
(Hydrology and Water Resources Bureau of Liuzhou City,Liuzhou 545001,China)

In order to determine the forecast method for the 33 new hydrological(level)stations on middle and small rivers in Liuzhou City,the characteristics of rivers were analyzed;alarm water level was investigated;simple multiple regression model was set up incorporating surface precipitation,rainfall duration,initial rising level and flood peak level;based on which the quick search sheets were made.As demonstrated by practice,this method renders good forecasting effects.

Middle and small rivers;alarm water level;forecast model;quick search sheets

P338

B

1003-1510（2016）06-0001-02

2016-01-09

廖文凯（1971-），男，广西平南人，广西柳州市水文水资源局高级工程师，学士，主要从事水文情报预报及水文分析工作。