不同水土保持工程下山洪預(yù)報(bào)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)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(bào)模型，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地進(jìn)行預(yù)報(bào)，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(gè)重要課題。
　　本文以長(zhǎng)治市絳河北張店典型流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，采用北張店流域12個(gè)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(gè)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(shí)應(yīng)該結(jié)合其下墊面條件。選擇洪水預(yù)報(bào)方案構(gòu)建預(yù)報(bào)模型，對(duì)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(chǎng)次洪水進(jìn)行模型驗(yàn)證。對(duì)不同水土保持活動(dòng)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(duì)產(chǎn)匯流影響，并對(duì)模型所選參數(shù)的取值進(jìn)行分析。主要研究?jī)?nèi)容和取得成果如下：
　　（1）北張店流

3、域洪水特性分析。
　　對(duì)北張店水文站64場(chǎng)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(shì)，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(chǎng)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(shí)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(shí)衰減幅度達(dá)100%?？芍４胧?duì)削減洪量和洪峰流量及延長(zhǎng)滯時(shí)有顯著效果。
　　（2）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(jì)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(bào)奠定基礎(chǔ)。
　?。?）北張店流域洪水預(yù)報(bào)實(shí)例分析。
　　在1964～2016年期間，利用目標(biāo)函數(shù)法和人工試錯(cuò)法結(jié)合對(duì)20場(chǎng)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(dòng)分析方法對(duì)其敏感性具體分析，對(duì)44場(chǎng)洪水進(jìn)行驗(yàn)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(shí)Lag Time。CN與洪峰流量、洪量呈正相關(guān)關(guān)系。驗(yàn)證期模擬洪水合格率為77.3%，預(yù)報(bào)結(jié)果達(dá)到乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研究區(qū)未來(lái)洪水預(yù)報(bào)有相當(dāng)高的參考價(jià)值。
　?。?）北張店流域不同水土保持工程措施對(duì)模型參數(shù)影響研究。
　　對(duì)不同水土保持活動(dòng)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(jì)算分析，并對(duì)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(duì)模型參數(shù)的影響上來(lái)看，采取魚鱗坑水保措施后，子流域魚鱗坑面積增加