小流域洪水預(yù)報方法研究及應(yīng)用.pdf

1、山區(qū)小流域洪水特性多變，且實測水文資料比較缺乏，同時受人類活動影響較大，其洪水預(yù)報方案編制困難。目前雖然有很多洪水預(yù)報模型，但并不是每個模型都適用于任意一個小流域，因此在實際應(yīng)用中，通過分析總結(jié)各種預(yù)報模型的適用條件，以及如何根據(jù)流域特點來選擇水文模型是做好小流域洪水預(yù)報的關(guān)鍵。
　　針對這些問題，本文首先簡要總結(jié)了國內(nèi)幾種常用洪水預(yù)報模型的特點和應(yīng)用情況，并以北方半干旱半濕潤地區(qū)的冰峪溝小流域和登沙河小流域為研究案例，綜合考慮流

2、域氣候、洪水特性和資料獲取情況等因素來選取每個小流域適合的預(yù)報模型;其次，采用選取的模型分別開展兩個小流域的歷史洪水模擬研究，將不同模型模擬結(jié)果進(jìn)行對比，分析不同模型在兩個小流域的適用性;最后，分析小流域適合的洪水預(yù)報模型，并對模型參數(shù)在小流域的取值規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。通過本次研究，以期為其他水文氣象條件相似的小流域洪水預(yù)報提供一種研究思路，同時為其他缺資料的小流域參數(shù)取值提供一定參考依據(jù)。本文主要研究成果如下:
　　(1)通過對目前小

3、流域洪水預(yù)報的特點與難點及其洪水預(yù)報方法研究現(xiàn)狀的分析，論證了小流域洪水預(yù)報方法研究的重要性，闡明了洪水預(yù)報模型適用性分析的必要性，選取了冰峪溝小流域和登沙河小流域適合的洪水預(yù)報模型。
　　(2)以半濕潤半干旱山丘區(qū)的冰峪溝小流域為研究對象，選取大伙房模型、新安江模型、TOPMODEL模型和HEC-HMS模型進(jìn)行該流域7場歷史洪水的模擬研究。模擬結(jié)果表明:四種預(yù)報模型模擬產(chǎn)流量的合格率均為100％，除“20080731”洪水外，四

4、種模型模擬洪峰流量、峰現(xiàn)時間的結(jié)果都合格，四種模型模擬產(chǎn)、匯流的結(jié)果沒有明顯差異，在該流域都具有較好的適用性。但相比而言，采用蓄滿產(chǎn)流方法的模型對峰現(xiàn)時間的模擬效果稍差，因此如果能獲取更多的實測水文數(shù)據(jù)，可建立基于超滲產(chǎn)流方法的洪水預(yù)報方案或是與蓄滿產(chǎn)流方式的模型組合應(yīng)用，而HEC-HMS模型在實測水文數(shù)據(jù)較缺乏的小流域更具有推廣價值。
　　(3)與冰峪溝小流域相比，登沙河小流域更易于發(fā)生超滲產(chǎn)流，選取大伙房模型和HEC-HMS模

5、型對其11場歷史洪水開展模擬研究，但研究中利用新安江模型的模擬結(jié)果，檢驗選取模型的合理性。結(jié)果表明:大伙房模型和HEC-HMS模型模擬徑流量合格率均為100％，模擬洪峰和峰現(xiàn)時間兩個指標(biāo)的合格率均為81.8％，模擬確定性系數(shù)效果均較好，均能用于指導(dǎo)小流域洪水預(yù)報預(yù)警工作。但是大伙房模型模擬洪峰流量的平均誤差比HEC-HMS模型小，因此需慎重考慮HEC-HMS模型產(chǎn)匯流方法參數(shù)的取值。而新安江模型在登沙河小流域適用性較低，同時說明該流域選

6、取的預(yù)報模型是合理的。
　　(4)綜合兩個小流域的洪水模擬結(jié)果來看，對于東北地區(qū)半濕潤半干旱區(qū)的小流域，采用超滲產(chǎn)流方法的模型更適合小流域洪水預(yù)報，其中，大伙房模型的參數(shù)取值規(guī)律是:一般地，對于水文氣象等條件相似的小流域，各月蒸散發(fā)參數(shù)在3.4-5.5之間變化，5月、6月、8月份的取值較大，匯流參數(shù)K在0.4-0.7之間取值，參數(shù)N在3.0-5.0之間取值，而植被較好的小流域，參數(shù)N大于4.0;如果小流域植被較好，參數(shù)SO大于40