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摘 要： [摘 要] 為了充分發(fā)揮中小河流新建水文站、水位站遙測設(shè)備的作用，更好的為各級防汛指揮部門防汛決策提供可靠技術(shù)支撐，研究新建水位站預(yù)警預(yù)報方法成為了防汛減災(zāi)的重要課題。通過用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計凈雨，并按初損后損法推求設(shè)計地面凈雨過程，根據(jù)
[摘 要] 為了充分發(fā)揮中小河流新建水文站、水位站遙測設(shè)備的作用，更好的為各級防汛指揮部門防汛決策提供可靠技術(shù)支撐，研究新建水位站預(yù)警預(yù)報方法成為了防汛減災(zāi)的重要課題。通過用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計凈雨，并按初損后損法推求設(shè)計地面凈雨過程，根據(jù)本區(qū)域流域面積、比降和相關(guān)參數(shù)，利用推理公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法、和水文比擬法三種方法推求設(shè)計洪水過程，對比分析其合理性后優(yōu)選推理公式法計算成果來確定本站的預(yù)警預(yù)報方法。由重現(xiàn)期作為連接降雨量、流量和匯流時間的橋梁，建立三者關(guān)系查圖進(jìn)行預(yù)警預(yù)報，經(jīng)分析可以將此方法作為一種應(yīng)急預(yù)報手段應(yīng)用于麥里河曹家鎮(zhèn)防洪預(yù)報中，為防汛決策提供參考借鑒。
[關(guān)鍵詞] 曹家鎮(zhèn);預(yù)警預(yù)報;推理公式法;防汛決策
0 引言
隨著《陜西省中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)》建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，我省相繼建成了一批新建水文站、水位站。為了充分發(fā)揮中小河流新建水文站、水位站遙測設(shè)備的作用，更好的為各級防汛指揮部門防汛決策提供可靠技術(shù)支撐，最大限度的減少寶雞市中小河流洪水災(zāi)害給沿河人民群眾生命財產(chǎn)造成的損失，研究新建水位站預(yù)警預(yù)報方法成為了防汛減災(zāi)的重要課題。
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麥李河流域僅有曹家鎮(zhèn)水位站一處，本站測驗(yàn)項(xiàng)目有水位、雨量。擔(dān)負(fù)曹家鎮(zhèn)、陜西汽車制造廠等重要廠礦企業(yè)及下游沿河各村鎮(zhèn)的防汛任務(wù)，因此研究曹家鎮(zhèn)水位站預(yù)警預(yù)報方法尤為重要。
1 流域概況
麥李河又名麥里河是岐山縣境內(nèi)渭河右岸一級支流。河流發(fā)源于岐山縣曹家鎮(zhèn)石灰子溝，。干流河長 18.1 km，河道平均比降 19.5‰,流域面積 63.7 km2 。麥里河沿途流經(jīng)岐山縣曹家鎮(zhèn)和五丈原鎮(zhèn)于北星村后匯入渭河，沿途的主要支流有西溝河、車長溝等小河流。麥李河曹家鎮(zhèn)水位站流域水系圖,見圖 1。
曹家鎮(zhèn)水位站于 2012 年建成，位于寶雞市岐山縣曹家鎮(zhèn)，是渭河右岸的一級支流麥李河干流控制站，斷面以上河道平均比降 22.2‰，河長 11 km，控制集水面積 54.0 km2 。
曹家鎮(zhèn)水位站設(shè)置基本斷面和上下比降斷面，測驗(yàn)河段順直，兩岸為砼砌石護(hù)坡，河床由砂卵石組成。在基本斷面附近設(shè)置三個基本水準(zhǔn)點(diǎn)。曹家鎮(zhèn)水位站斷面附近河道較窄，麥李河穿村而過，防護(hù)能力相對較低。
2 水位站預(yù)報總體思路
由于麥里河流域既沒有水文站，也缺乏雨量站資料，因此本方案根據(jù)《寶雞市水文適用手冊》中提供的點(diǎn)平均暴雨量等值線圖和相關(guān)的地區(qū)綜合參數(shù)，用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計暴雨。按地區(qū)綜合概化成的典型概化雨型(用百分比表示)來推求暴雨的時程分配，按蓄滿產(chǎn)流方式進(jìn)行產(chǎn)流計算，用初損后損法推求地面設(shè)計凈雨過程，根據(jù)本區(qū)域流域面積，比降和相關(guān)參數(shù)，利用推理公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法、和水文比擬法三種方法比較后優(yōu)選推理公式法計算成果，由重現(xiàn)期作為連接降雨量、流量和匯流時間的橋梁，建立三者關(guān)系并按曲線制作曲率表進(jìn)行快速預(yù)報的方法。
3 水位站預(yù)警預(yù)報方法分析
3.1 產(chǎn)流計算
1) 用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計面暴雨量。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) p%=(20、10、5、3.33、2、1)和以上地區(qū)的綜合統(tǒng)計參數(shù)，推求出各時段的設(shè)計點(diǎn)雨量，本次分析中在點(diǎn)暴雨等值線圖上查出不同頻率下的點(diǎn)平均暴雨量，和相應(yīng)的 CV,CS=3.5CV，并根據(jù)寶雞地區(qū)秦嶺北麓 1 小時、3 小時、6 小時、24 小時的擬合曲線參數(shù) at 與指數(shù) bt,帶入公式 a=1/(1+atF)bt 算出點(diǎn)面折算系數(shù) a。
2)根據(jù) x 設(shè)=xkp 和 x 面=x 設(shè)·a 推算出面暴雨量，最大 12 小時點(diǎn)暴雨量由最大 6 小時，最大 24 小時點(diǎn)暴雨量根據(jù)公式 H12=(H6 ·H24) 0.5 內(nèi)插推求;其次選定設(shè)計暴雨雨型用初損后損法推求設(shè)計地面凈雨過程。
3)根據(jù)前期影響雨量 pa、土壤最大蓄水量 Im，后損按總凈雨深的 20%各時段平均扣除在各個產(chǎn)流時段，用初損后損法推求地面設(shè)計凈雨過程。在本次分析中，Pa 采用秦嶺北麓、西部山區(qū)的分區(qū)定數(shù) pa=2/3·Im=47mm,Im=70mm。初損量采用秦嶺北麓、西部山區(qū)的分區(qū)定數(shù) P 初損=Im/3。不同頻率的面雨量計算見表 1。
3.2 匯流計算
3.2.1 推理公式法
根據(jù)《寶雞市水文適用手冊》，結(jié)合麥里河流域面積、比降和地區(qū)綜合參數(shù)用推理公式法計算曹家鎮(zhèn)水位站不同頻率的設(shè)計洪水：
①Q(mào)m～τ 曲線計算公式
依據(jù)《寶雞市水文實(shí)用手冊》推薦公式：
②計算 Qm～t 曲線
將最大凈雨過程按公式(1)計算 Qm～t 關(guān)系曲線。將 Qm～τ 及 Qm～t 兩曲線繪于同一坐標(biāo)系中，兩曲線交點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)數(shù)值即為所求的洪峰流量和匯流歷時，即為所求的設(shè)計洪峰流量 Q 和匯流歷時 τ 值。曹家鎮(zhèn)水位站不同頻率洪峰流量成果見表 2。
3.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式法
依據(jù)《寶雞市水文實(shí)用手冊》推薦的經(jīng)驗(yàn)公式，采用秦嶺北麓、西部山區(qū)分區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式推求。
3.2.3 水文比擬法
《寶雞市水文實(shí)用手冊》規(guī)定：設(shè)計流域內(nèi)或產(chǎn)匯流條件較為相似的同一水文分區(qū)流域內(nèi)有水文站實(shí)測洪水資料的，面積差不超過 20%時，可將水文站作為參證站，根據(jù)參證站設(shè)計洪水計算成果，應(yīng)用面積比擬法推求設(shè)計流域的設(shè)計洪水，計算公式：
由表 5 可知，經(jīng)驗(yàn)公式法與推理公式法計算值基本相近，水文比擬法值偏小，推理公式法是推求小流域設(shè)計洪水最常用方法，且具有一定的理論依據(jù)，出于偏安全考慮，本次優(yōu)先選用推理公式法成果進(jìn)行預(yù)警方法的研究。
4 推理公式法計算結(jié)果應(yīng)用
曹家鎮(zhèn)水位站用推理公式計算不同重現(xiàn)期的洪峰流量、匯流時間表，見表 6。
4.2 根據(jù)關(guān)系圖進(jìn)行查圖預(yù)報
首先根據(jù)實(shí)際降雨量計算出本站累計凈雨量，然后根據(jù)累計降雨量查圖(一)得出相應(yīng)的重現(xiàn)期，再由查出的重現(xiàn)期反查圖(二)得出相應(yīng)的洪峰流量，最后由相應(yīng)的洪峰流量查圖(三)得出相應(yīng)洪峰流量的匯流時間，開始預(yù)報時間與匯流時間之和就是相應(yīng)的峰現(xiàn)時間。
5 結(jié)語
根據(jù)寶雞水文局預(yù)警預(yù)報任務(wù)要求，當(dāng)預(yù)警預(yù)報站接近警戒流量或區(qū)域平均降雨量達(dá) 50 mm 時應(yīng)及時做預(yù)警預(yù)報。依照《陜西省水情預(yù)警信號發(fā)布管理辦法》附件，洪水藍(lán)色預(yù)警信號要求。 1)流量(水位)接近警戒流量(水位);2)洪水要素重現(xiàn)期接近 2 年~5 年。針對麥里河流域短缺資料、河道狹窄等實(shí)際情況，出于偏安全考慮，根據(jù)地面凈雨量值大小，用推理公式法計算成果分析的預(yù)警預(yù)報方法能夠滿足本站預(yù)警預(yù)報的要求，可以作為一種應(yīng)急預(yù)報方法應(yīng)用于麥里河流域曹家鎮(zhèn)水位站及陜西汽車制造廠等重要廠礦企業(yè)及下游沿河各村鎮(zhèn)的洪水預(yù)警預(yù)報中，為防汛決策發(fā)揮作用。