雨量输入对分布式流溪河模型中小流域预报精度的影响Influence of rainfall input on flood forecast accuracies from Liuxihe Model for medium and small-sized watersheds
赵洪彬,黄晓荣,周星宇,魏晓玥,张浪
摘要(Abstract):
中小流域由于资料欠缺、洪水汇流时间短、水量集中等特点,导致其洪水预报难度大,预报精度低。针对我国中小流域的洪水预报精度有待进一步提高的问题,为了让分布式水文模型在全国广泛投入实际应用,选取四川省达州市清溪河流域作为了研究对象。采用流溪河分布式水文模型,从降水量入手,讨论雨量数据对模型结果的影响,探讨满足预报精度所需的雨量站布设密度条件,并将得到的洪水模拟结果与传统预报模式下的洪水模拟结果进行对比分析。结果表明:12场洪水中,确定性系数在80%以上的洪水有10场,占比83.33%,其中11场洪水的洪峰误差小于20%,合格率为91.67%,峰现误差合格率达到100%。因此,流溪河分布式水文模型对于中小流域的洪水预报具有较强的适用性,模拟结果较好。中小流域不同雨量站的降水差异明显,降水总量和雨型的差异对模型输出结果影响较大,当前提高预报精度的重要措施是提高基础数据的质量。清溪河流域雨量站布设密度达到86 km~2/站时已基本满足该流域流溪河模型预报的要求。现阶段我国许多地区雨量站布设密度已达到较高水平,采用流溪河模型等分布式水文模型进行中小流域洪水预报变为可能。
关键词(KeyWords): 中小流域;洪水预报;流溪河模型;雨量站密度;降水;径流;气候变化
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51579161,51779160)
作者(Author): 赵洪彬,黄晓荣,周星宇,魏晓玥,张浪
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.08.003
参考文献(References):
- [1] 晋磊.中小流域洪水预报预警系统研究[D].郑州:郑州大学,2014.
- [2] 刘志雨,侯爱中,王秀庆.基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术[J].水文,2015,35(1):1- 6.
- [3] 陈洋波.基于流溪河模型的中小流域洪水预报方法研究[C]//中国水利学会.中国水利学会2013学术年会论文集:S3防汛抗旱减灾.北京:中国水利水电出版社,2013:103- 110.
- [4] 张凡.中小河流洪水预报的难点与解决方案[J].科技资讯,2018,16(30):117- 119.
- [5] 赵人俊,王佩兰.新安江模型参数的分析[J].水文,1988,8(6):2- 9.
- [6] SITTNER W T,SCHAUSS C E,MONRO J C.Continuous hydrograph synthesis with an API-TYPE hydrologic model [J].Water Resources Research,1969,5(5):1007- 1022.
- [7] 郭生练,熊立华,杨井,等.基于DEM的分布式流域水文物理模型[J].武汉水利电力大学学报,2000(6):1- 5.
- [8] 夏军,王纲胜,吕爱锋,等.分布式时变增益流域水循环模拟[J].地理学报,2003,58(5):789- 796.
- [9] 贾仰文,王浩,王建华,等.黄河流域分布式水文模型开发和验证[J].自然资源学报,2005,20(2):300- 308.
- [10] 陈洋波,任启伟,徐会军,等.流溪河模型Ⅰ:原理与方法[J].中山大学学报(自然科学版),2010,49(1):107- 112.
- [11] 陈洋波,黄锋华,徐会军,等.流溪河模型Ⅱ:参数推求[J].中山大学学报(自然科学版),2010,49(2):105- 112.
- [12] 马哈提·穆拉提别克.HEC模型在阿勒泰无资料地区中小河流洪水模拟中的应用[J].水利规划与设计,2019(3):37- 40.
- [13] 梁汝豪,林凯荣,林友勤,等.基于TOPMODEL的中小河流分布式洪水预报模型及其应用[J].水利水电技术,2019,50(9):62- 68.
- [14] 陈洋波.流溪河模型[M].北京:科学出版社,2009.
- [15] 陈洋波,覃建明,王幻宇,等.基于流溪河模型的中小河流洪水预报方法[J].水利水电技术,2017,48(7):12- 19+27.
- [16] 覃建明,陈洋波,李明亮,等.河道数据对流溪河模型预报中小河流洪水的影响[J].人民长江,2018,49(12):23- 29.
- [17] 覃建明,陈洋波,王幻宇,等.数字水系分级对流溪河模型中小河流洪水预报的影响[J].长江科学院院报,2018,35(12):57- 63.
- [18] 徐会军,陈洋波,曾碧球,等.SCE-UA算法在流溪河模型参数优选中的应用[J].热带地理,2012,32(1):32- 37.
- [19] 廖征红,陈洋波,徐会军,等.基于E-FAST的流溪河模型参数敏感性分析[J].热带地理,2012,32(6):606- 612+632.
- [20] 王幻宇,陈洋波,覃建明,等.基于流溪河模型的梅江流域洪水预报研究[J].中国农村水利水电,2017(11):124- 128.
- [21] 李国文,陈洋波,覃建明,等.基于流溪河模型的湘水流域洪水预报方案研究[J].江西水利科技,2017,43(5):335- 341.
- [22] LI J,CHEN Y B,WANG H Y,et al.Extending flood forecasting lead time in a large watershed by coupling WRF QPF with a distributed hydrological model[J].Hydrology and Earth System Sciences,2017,21:1279- 1294.
- [23] WANG Z,BATELAAN O,DE SMEDT F.A distributed model for water and energy transfer between soil,plants and atmosphere (WetSpa) [J].Physics and Chemistry of the Earth,1996,21:189- 193.
- [24] ARYA L M,PARIS J F.A Physicoempirical model to predict the soil-moisture characteristic from particle-size distribution and bulk density data [J].Soil Science Society of America journal,1981,45(6):1023- 1030.
- [25] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.水文情报预报规范:GBT 22482—2008[S].北京:中国标准出版社,2009.
- [26] 史向前.中小流域雨量站网密度规划与研究[J].水利技术监督,2016,24(6):23- 24.
- [27] 中国水利部水文局(水利信息中心),梁家志,刘志雨,等.中小河流山洪监测与预警预测技术研究[M].北京:科学出版社,2010.
- [28] 李伟珮,李全胜,贺顺德,等.水情自动测报系统设计·建设·运行维护[M].郑州:黄河水利出版社,2012.