无径流资料地区水电站施工期预报方案编制.pdf

'无实测径流资料地区编制施工期水文预报方案探讨(孙恒兵陈端丹江力计强)（十堰市水文水资源勘测局44200）摘要:在无实测径流地区编制施工期水文预报方案，面临预报参数的选用与分析，笔者通过对白沙河水电站施工期预报方案的编制，在作业实践中进行检验，满足了白沙河水电站Ⅱ等大（2）型工程建设需求。关键词：水文预报参数借用施工期水文预报编制1引言白沙河水电站属Ⅱ等大（2）型水利水电工程，位于湖北省竹溪县兵营乡，水库坝址处2于堵河西支泗河一级支流泉河上，泉河全长84.6km，流域面积901.0km，坝址控制集水面2积812.61km，占全流域面积的90.2%。泉河流域洪水由暴雨形成，洪水的时空分布特性与暴雨相应，径流有明显的季节性。汛期为5～10月，分为夏汛和秋汛，夏汛洪水多发生在6月中下旬至7月中旬，秋汛洪水则多发生在9月中旬至10月上旬。夏汛洪水以单峰居多，一次过程约为1～3天，具有陡涨陡落的特点；秋汛洪水多为复式峰，一次洪水过程约为3～5天。2水文资料情况流域内无水文站，缺乏水位、流量、泥沙等水文资料，也缺乏历史洪水调查资料。邻近流域有汇湾河汇湾水文站、竹溪河延坝水文站、泗河新洲水文站以及官渡河老码头水文站。2汇湾河汇湾水文站（现迁建为鄂坪水文站）流域面积1650km，资料年限为1986～2006年，2001年后受白果坪水电站蓄水影响，流量失去代表性。2竹溪河延坝水文站流域面积598km，与泉河流域面积最为接近，但流域内坡降平缓，受上游水利工程以及人类活动影响较大，人为因素对流域的产汇流条件影响较大，水文系列缺乏一致性。2泗河新洲水文站流域面积4660km，比泉河流域的流域面积大5倍多，属于大河控制站，泉河流域属小河站，两者的产、汇流规律不同，其流域特性与泉河流域存在较大差异，水文资料不宜采用。2官渡河老码头水文站流域面积1854km，资料年限为1986～2010年，共计25年水文资料。老码头水文站代表的官渡河流域其自然地理和水文气象条件与泉河流域较相似，两个流1 域被同一分水线隔开，流域内植被良好，森林覆盖率达70%以上；干流两岸支流密布，河道弯曲，为典型的河曲地貌；流域径流由降水产生，其洪水与暴雨在时空分布上基本相近，洪水过程以单峰为主，具有陡涨陡落的特点；且水文站以上的流域内均无大、中型蓄水工程，人为因素对流域的产汇流条件影响较小，水文系列具有较好的一致性。故采用老码头水文站为参证站来分析泉河流域的产汇流预报方案。流域地理特征对照表见表1流域多年平均降水量对照表见表2。表1流域地理特征对照表河道坡度流域平均高程河流弯河网密度（km/2水系河名河长（km）流域面积（km）水系形态2（‰）（海拔米）曲系数km）堵河泉河84.6901树枝状7.010941.50.3堵河官渡河1272885树枝状4.613491.70.3表2流域多年平均降水量对照表月份河123456789101112年总量名泉河16．127.654.787.4134.6158.4184.5184.2116.695.041.819.91120.8官渡河15.728.551.889.8138.3161.0165.6153.0113.291.443.318.51070.03方案编制白沙河施工期水文预报方案产流采用降雨径流相关图法，汇流采用综合单位线法及谢尔曼单位线法进行编制。由于泉河缺乏实测的径流资料，编制方案时根据蓄满产流法的原理，借用相邻官渡河流域产流模型参数，汇流采用泉河地理参数分析和相邻官渡河流域官渡河单位线经过S-过程线转换。3.1产流参数选用与分析流域平均降水量的计算：根据坝址以上流域平均降水量计算站点，采用面积加权法，求得整个流域平均降水量。nPfPf...Pff1122nniPPiFi1F2 次洪径流量R的计算：采用流域退水曲线分析，选择孤立单式洪水过程，点绘Q～T过程线图，做退水曲线簇，取外包线，作为综合退水曲线，分割地下径流，计算实测次洪径流量R。前期影响降水量Pa的计算：前期影响雨量Pa，计算出第一场洪水之前的Pa，以后在整个汛期内采用连算，公式Pa,t1KaPa,tPt，但必须控制Pa,t1Im。用上式计算也可取连续大暴雨之后的Pa等于Im，由此向后逐日推算。按经验公式计算：t日有雨Pa,t+1=k(Pa,t+Pt)t日无雨Pa,t+1=kPa,tPa,t——某日t的前期影响雨量（mm）；Pa,t+1——次日（t+1）的前期影响雨量（mm）；K——与土壤蒸发能力有关的日折减系数。根据已确定的K值，用日雨量资料逐日计算Pa值。流域最大损失量Im的确定：流域的最大损失量由实测雨洪资料分析而得。方法是在历年资料中选择久旱不雨后，一次降雨量较大能满足流域最大损失值且全流域产流的资料，计算该次降雨的流域平均雨量P及所产生的径流量R，因为久旱，Pa≈0，则：Im=P-R-E雨E雨——雨间蒸发量。本流域最大损失量Im值，经多次计算分析取用80mm。消退系数k值的确定：流域消退系数按下式计算，E为流域蒸发能力，可用E601观测EK1器观测的水面蒸发值作为近似值。Im降雨径流相关图的建立：采用老码头站1986～2010年76次洪水资料，经过降雨径流关系分析，确定每一场洪水的P、Pa、R，建立老码头水文站以上流域降雨径流三变数关系图。4产流汇流方案率定与检验汇流参数选用：在编制汇流参数时采用老码头水文站代表的官渡河流域，其单位线的分析用综合单位线法与经验单位线法，即：一是根据泉河流域地理参数推求综合单位线；二是借用老码头水文站经验单位线，由S-过程线转换为泉河流域经验单位线，单位净雨为10mm，单位时段△t=1h，流域小单位时间取1小时比较符合实际。产流方案预报作业成果检验：用1986年～2010年25年实测降水量成果，选取场次降3 水76次进行预报检验，预报项目的精度评定用合格率表示，降雨径流关系合格率为84.2％。汇流方案检验与评价：选取老码头水文站1986～2010年实测大、中、小洪水进行洪水预报检验，预报项目的精度评定用合格率表示，洪峰流量合格率QR=94.4%,确定性系数DC=0.97，按表5-1标准，评价为甲等（QR≥85.0%，DC＞0.90）。作业预报评价：5水文预报方案及需要注意的问题及应对方法白沙河施工期水文预报方案编制在作业预报实践中，我们发现在用《中国洪水预报系统》预报时，它最适宜的状况是流域平均降水，均达到蓄满产流的理想情况下，有比较满意的预报结果，当出现下列情况时：1、流域暴雨中心在上游或下游，预报的的洪峰与实测洪峰相比，可能出现推后或提前的情况，有时误差比较大。因此在预报实践中要考虑分析暴雨中心点位置，合理实施人工实时校正，一般通过多次预报实践，在预报中采用逐步、连续预报作业手段，一般取得满意的效果。2、受上游水库调蓄产生的洪水过程与自然状态下的洪水过程相比，前者扭曲变形，洪峰提前或推后，洪水过程延长，对预报结果影响较大。采用对策是及时准确地收集上游水库发电、排沙、溢洪等信息，对预报过程进行人工干预，拟合最佳预报过程，从而提高预报时效性和准确性。3、由于施工进度不停在变化，围堰挡水转为坝体挡水，随着坝体不断浇筑，坝高增高，对来水产生的调蓄作用越来越明显，从而影响预报精度。采用对策是预报时根据施工进度，对预报成果实时修正。4、由于泉河流域无水文站，缺乏历史实测水文资料，汇流部分没有实测的历史洪水过程来检验汇流成果，因此在预报实践中，要经过实测洪水资料实时检验汇流参数，使预报成果更贴近实际。6结论通过对白沙河水电站施工期水文预报的编制，对今后在十堰地区无径流流域编制水文预报积累了经验，对于在作业预报中出现问题提供参考依据。6、参考文献1、《白沙河施工期水文预报方案编制》2、《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）4 3相关水文预报书籍5'