不同水土保持工程下山洪預(yù)報模型研究.pdf

1、受降雨條件、前期土壤含水量情況、流域下墊面條件等多方面因素的影響，山洪災(zāi)害事件常常發(fā)生，給生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重的損害。因此，如何把握洪水變化規(guī)律，科學(xué)合理地建立最優(yōu)預(yù)報模型，準(zhǔn)確實時地進(jìn)行預(yù)報，減少山洪災(zāi)害發(fā)生，成為水文學(xué)者認(rèn)真研究和探索的一個重要課題。
　　本文以長治市絳河北張店典型流域為研究區(qū)域，采用北張店流域12個雨量站（里莊，中村，西上村，八泉，北張店，崔家莊，下安莊，吳而，郭家莊，王家灣，南坡，芳草溝）、1個水

2、文站（北張店）1964～2016年的資料，分析流域洪水特性以及不同年代洪水變化規(guī)律，在分析的同時應(yīng)該結(jié)合其下墊面條件。選擇洪水預(yù)報方案構(gòu)建預(yù)報模型，對參數(shù)進(jìn)行率定、優(yōu)化、敏感性分析，一部分洪水用于水文模型模擬，一部分場次洪水進(jìn)行模型驗證。對不同水土保持活動下產(chǎn)匯流參數(shù)進(jìn)行研究，從而得出各種水土保持方案下產(chǎn)匯流的相關(guān)參數(shù)。分析了不同水保措施對產(chǎn)匯流影響，并對模型所選參數(shù)的取值進(jìn)行分析。主要研究內(nèi)容和取得成果如下：
　?。?）北張店流

3、域洪水特性分析。
　　對北張店水文站64場洪水年最大洪峰流量進(jìn)行頻率分析，將洪水分為大、中、小3類。分析洪峰流量年際變化，洪峰流量整體呈下降趨勢，大洪水主要發(fā)生在60年代，中洪水在70年代發(fā)生頻率最大，為33.3％。從80年代后，小洪水發(fā)生場次逐漸增加，發(fā)生的頻率可達(dá)94.4%。分析洪峰流量年內(nèi)變化，小洪水主要產(chǎn)生于7～8月，中洪水主要產(chǎn)生于7月，大洪水主要產(chǎn)生于6、7、8月。實施水保措施后，洪水洪量和洪峰流量衰減幅度分別為10.

4、7%～42.7%和19.3%～75.9%，滯時衰減幅度達(dá)100%?？芍４胧ο鳒p洪量和洪峰流量及延長滯時有顯著效果。
　?。?）北張店流域HEC-HMS模型構(gòu)建。
　　根據(jù)北張店降雨徑流資料，建立流域產(chǎn)匯流模型。根據(jù)模型原理在該流域構(gòu)建了 HEC-HMS模型，產(chǎn)流模式采用 SCS曲線法(SCS Curve Number），坡面匯流采用SCS單位線法（SCS unit hydrograph），基流模塊計算采用指數(shù)消退法（E

5、xponential recession），河道匯流模塊采用馬斯京根法（Muskingum）?？茖W(xué)合理的構(gòu)建適合于北張店流域的水文模型為洪水預(yù)報奠定基礎(chǔ)。
　　（3）北張店流域洪水預(yù)報實例分析。
　　在1964～2016年期間，利用目標(biāo)函數(shù)法和人工試錯法結(jié)合對20場洪水模型參數(shù)進(jìn)行率定，利用內(nèi)爾德米德算法優(yōu)化參數(shù)，采用擾動分析方法對其敏感性具體分析，對44場洪水進(jìn)行驗證模擬。根據(jù)模型敏感性參數(shù)按影響程度由大到小為徑流曲線數(shù)C

6、N、滯時Lag Time。CN與洪峰流量、洪量呈正相關(guān)關(guān)系。驗證期模擬洪水合格率為77.3%，預(yù)報結(jié)果達(dá)到乙級標(biāo)準(zhǔn)，對研究區(qū)未來洪水預(yù)報有相當(dāng)高的參考價值。
　?。?）北張店流域不同水土保持工程措施對模型參數(shù)影響研究。
　　對不同水土保持活動下產(chǎn)匯流參數(shù)進(jìn)行研究，不同水土保持工程措施下產(chǎn)匯流進(jìn)行計算分析，并對特定水保措施下模型所選參數(shù)的取值進(jìn)行分析。從水保措施對模型參數(shù)的影響上來看，采取魚鱗坑水保措施后，子流域魚鱗坑面積增加