基于新安江模型的丹巴水文站预报方案编制

(四川省甘孜水文水资源勘测局，四川 泸定，626100)

新安江模型是河海大学赵人俊教授等提出来的概念性水文模型，经不断改进与发展，已成为国内外应用广泛的流域水文模型之一，可用于湿润地区与半湿润地区的湿润季节。本文结合大渡河流域丹巴段的具体特点，探讨了基于该模型的丹巴水文站预报方案编制。

1 站点介绍

丹巴水文站位于四川省丹巴县章谷镇，处于长江上游，地理坐标为东经101°91′，北纬30°87′，至河口距离为511km，集水面积52738km2。流域干湿季明显，属北亚热带河谷少雨区。丹巴站洪水来源主要由大金川、小金川以及区间东谷河、革什扎河来水组成，一般情况下以大金川来水为主。大渡河属岷江右岸一级支流，水位涨落较缓慢，洪峰持续时间较长。丹巴站建站以来最大洪水发生在2017年6月15日，洪峰水位2286.39m，洪峰流量5270m3/s，重现期相当于50年一遇。

2 资料选取

丹巴站上游有大金水文站、小金水文站、瓦厂坪水文站、以及多个洪水易发区雨量站。由于洪水易发区雨量站资料年限短，故将其资料作为备选。在分析资料完整性与准确性的基础上，最后选取大金川上的大金水文站、小金川上的小金水文站以及东谷河上瓦厂坪水文站为上游控制站，洪水易发区雨量站资料为流域内雨量站。并以此作为编制洪水预报方案的依据。

3 方案构建

由于瓦厂坪与上游数个雨量站资料年限较短，故尝试设计两套预报方案比较效果。

第一方案设置4个方案输入：大金(60607700)、小金(6061000)、瓦厂坪(60609750)和流域(606078001A)。大金、小金、瓦厂坪输入模型定义为马斯京根模型(MSK)，流域区间模型定义为蓄满产流模型(SMS_3)和滞后演算模型(LAG_3)；流域内雨量站权重均使用泰森多边形法计算。方案计算时段为3h，预见期56时段，方案结果输出类型为流量。

第二方案输入去除瓦厂坪与上游雨量站，并把率定资料年份增多。

具体流域圈化见图1。

4 参数率定

经过对资料的完整合理性分析后，方案一采用大金、小金、瓦厂坪三站2016～2018年资料率定，之前年份由于雨量站资料不全，故舍去。三年共选取次洪10场。方案二采用大金、小金站2012年至2017年资料进行率定，2013、2016年水位较常年偏低，舍去。四年共选取次洪12次，涵盖汛期所有场次洪水，其中2017年丹巴站洪水位50年一遇。资料选取具有代表性。

图1 流域圈化图

两套方案率定的参数范围，默认为预报系统的缺省范围，其中把KK(预报时段)值修改为3，EX(自由水蓄水容量面积分布曲线指数)由于不敏感且变幅不大，取定值1.5。把ES(多年月平均蒸发)和F(积水面积)以实际值调整。参数关系限定KG+KI值代表自由水出流的快慢程度，而一般表层壤中流的退水历时为3d左右，所以限定条件取0.69

5 率定结果分析

两套方案差异较大，均满足规范要求，两次率定结果方案次洪中洪峰流量误差均小于20%，对结果进行比较分析发现：方案二年径流量偏低较多，调整K值至常规低值0.5后问题依然存在。方案一在加入瓦厂坪与上游雨量站后，年径流量、洪水过程和洪峰流量拟合效果更好，见图2。各参数基本符合该地区的洪水特性，按照《水文情报预报规范》(GBT 22482-2008)中对误差的要求，方案一次洪中洪峰流量误差在规范允许的范围内，根据目标函数值系数0.920评定为甲等预报方案。比较结果见表1。

图2 方案一洪峰流量过程线

表1方案一和方案二率定结果比较

6 结语

在本次方案制作和率定工作中，使用新安江三水源模型，通过对模型敏感参数的调节，发现高水的预报结果比中水更好，模型选择的雨量站点越多，预报洪量越精确。并且在每个支流上至少都应加入一个雨量站点。对比两套方案的结果，最终选择更符合实际情况的方案一，实现了方案设计初衷，能够达到在汛期精确预报，减轻水情预报人员的工作量。鉴于瓦厂坪与上游雨量站资料年限较短，在今后对方案的使用过程中，应当定期添加新增数据，对预报方案的各项参数做重新率定分析，不同场次、不同强度的洪水，模型参数调整后的预报成果变化程度也不同，应当结合实时数据的情况，对比预报洪峰过程与形态，谨慎调整参数，分析参数最优值，从而进一步提高预报的精度。