發(fā)布時(shí)間：2020-01-02所屬分類(lèi)：科技論文瀏覽：1次
摘 要： [摘 要] 為了充分發(fā)揮中小河流新建水文站、水位站遙測(cè)設(shè)備的作用，更好的為各級(jí)防汛指揮部門(mén)防汛決策提供可靠技術(shù)支撐，研究新建水位站預(yù)警預(yù)報(bào)方法成為了防汛減災(zāi)的重要課題。通過(guò)用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計(jì)凈雨，并按初損后損法推求設(shè)計(jì)地面凈雨過(guò)程，根據(jù)
[摘 要] 為了充分發(fā)揮中小河流新建水文站、水位站遙測(cè)設(shè)備的作用，更好的為各級(jí)防汛指揮部門(mén)防汛決策提供可靠技術(shù)支撐，研究新建水位站預(yù)警預(yù)報(bào)方法成為了防汛減災(zāi)的重要課題。通過(guò)用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計(jì)凈雨，并按初損后損法推求設(shè)計(jì)地面凈雨過(guò)程，根據(jù)本區(qū)域流域面積、比降和相關(guān)參數(shù)，利用推理公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法、和水文比擬法三種方法推求設(shè)計(jì)洪水過(guò)程，對(duì)比分析其合理性后優(yōu)選推理公式法計(jì)算成果來(lái)確定本站的預(yù)警預(yù)報(bào)方法。由重現(xiàn)期作為連接降雨量、流量和匯流時(shí)間的橋梁，建立三者關(guān)系查圖進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，經(jīng)分析可以將此方法作為一種應(yīng)急預(yù)報(bào)手段應(yīng)用于麥里河曹家鎮(zhèn)防洪預(yù)報(bào)中，為防汛決策提供參考借鑒。
[關(guān)鍵詞] 曹家鎮(zhèn);預(yù)警預(yù)報(bào);推理公式法;防汛決策
0 引言
隨著《陜西省中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，我省相繼建成了一批新建水文站、水位站。為了充分發(fā)揮中小河流新建水文站、水位站遙測(cè)設(shè)備的作用，更好的為各級(jí)防汛指揮部門(mén)防汛決策提供可靠技術(shù)支撐，最大限度的減少寶雞市中小河流洪水災(zāi)害給沿河人民群眾生命財(cái)產(chǎn)造成的損失，研究新建水位站預(yù)警預(yù)報(bào)方法成為了防汛減災(zāi)的重要課題。
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麥李河流域僅有曹家鎮(zhèn)水位站一處，本站測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、雨量。擔(dān)負(fù)曹家鎮(zhèn)、陜西汽車(chē)制造廠(chǎng)等重要廠(chǎng)礦企業(yè)及下游沿河各村鎮(zhèn)的防汛任務(wù)，因此研究曹家鎮(zhèn)水位站預(yù)警預(yù)報(bào)方法尤為重要。
1 流域概況
麥李河又名麥里河是岐山縣境內(nèi)渭河右岸一級(jí)支流。河流發(fā)源于岐山縣曹家鎮(zhèn)石灰子溝，。干流河長(zhǎng) 18.1 km，河道平均比降 19.5‰,流域面積 63.7 km2 。麥里河沿途流經(jīng)岐山縣曹家鎮(zhèn)和五丈原鎮(zhèn)于北星村后匯入渭河，沿途的主要支流有西溝河、車(chē)長(zhǎng)溝等小河流。麥李河曹家鎮(zhèn)水位站流域水系圖,見(jiàn)圖 1。
曹家鎮(zhèn)水位站于 2012 年建成，位于寶雞市岐山縣曹家鎮(zhèn)，是渭河右岸的一級(jí)支流麥李河干流控制站，斷面以上河道平均比降 22.2‰，河長(zhǎng) 11 km，控制集水面積 54.0 km2 。
曹家鎮(zhèn)水位站設(shè)置基本斷面和上下比降斷面，測(cè)驗(yàn)河段順直，兩岸為砼砌石護(hù)坡，河床由砂卵石組成。在基本斷面附近設(shè)置三個(gè)基本水準(zhǔn)點(diǎn)。曹家鎮(zhèn)水位站斷面附近河道較窄，麥李河穿村而過(guò)，防護(hù)能力相對(duì)較低。
2 水位站預(yù)報(bào)總體思路
由于麥里河流域既沒(méi)有水文站，也缺乏雨量站資料，因此本方案根據(jù)《寶雞市水文適用手冊(cè)》中提供的點(diǎn)平均暴雨量等值線(xiàn)圖和相關(guān)的地區(qū)綜合參數(shù)，用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計(jì)暴雨。按地區(qū)綜合概化成的典型概化雨型(用百分比表示)來(lái)推求暴雨的時(shí)程分配，按蓄滿(mǎn)產(chǎn)流方式進(jìn)行產(chǎn)流計(jì)算，用初損后損法推求地面設(shè)計(jì)凈雨過(guò)程，根據(jù)本區(qū)域流域面積，比降和相關(guān)參數(shù)，利用推理公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法、和水文比擬法三種方法比較后優(yōu)選推理公式法計(jì)算成果，由重現(xiàn)期作為連接降雨量、流量和匯流時(shí)間的橋梁，建立三者關(guān)系并按曲線(xiàn)制作曲率表進(jìn)行快速預(yù)報(bào)的方法。
3 水位站預(yù)警預(yù)報(bào)方法分析
3.1 產(chǎn)流計(jì)算
1) 用暴雨洪水圖集法推求設(shè)計(jì)面暴雨量。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) p%=(20、10、5、3.33、2、1)和以上地區(qū)的綜合統(tǒng)計(jì)參數(shù)，推求出各時(shí)段的設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量，本次分析中在點(diǎn)暴雨等值線(xiàn)圖上查出不同頻率下的點(diǎn)平均暴雨量，和相應(yīng)的 CV,CS=3.5CV，并根據(jù)寶雞地區(qū)秦嶺北麓 1 小時(shí)、3 小時(shí)、6 小時(shí)、24 小時(shí)的擬合曲線(xiàn)參數(shù) at 與指數(shù) bt,帶入公式 a=1/(1+atF)bt 算出點(diǎn)面折算系數(shù) a。
2)根據(jù) x 設(shè)=xkp 和 x 面=x 設(shè)·a 推算出面暴雨量，最大 12 小時(shí)點(diǎn)暴雨量由最大 6 小時(shí)，最大 24 小時(shí)點(diǎn)暴雨量根據(jù)公式 H12=(H6 ·H24) 0.5 內(nèi)插推求;其次選定設(shè)計(jì)暴雨雨型用初損后損法推求設(shè)計(jì)地面凈雨過(guò)程。
3)根據(jù)前期影響雨量 pa、土壤最大蓄水量 Im，后損按總凈雨深的 20%各時(shí)段平均扣除在各個(gè)產(chǎn)流時(shí)段，用初損后損法推求地面設(shè)計(jì)凈雨過(guò)程。在本次分析中，Pa 采用秦嶺北麓、西部山區(qū)的分區(qū)定數(shù) pa=2/3·Im=47mm,Im=70mm。初損量采用秦嶺北麓、西部山區(qū)的分區(qū)定數(shù) P 初損=Im/3。不同頻率的面雨量計(jì)算見(jiàn)表 1。
3.2 匯流計(jì)算
3.2.1 推理公式法
根據(jù)《寶雞市水文適用手冊(cè)》，結(jié)合麥里河流域面積、比降和地區(qū)綜合參數(shù)用推理公式法計(jì)算曹家鎮(zhèn)水位站不同頻率的設(shè)計(jì)洪水：
①Q(mào)m～τ 曲線(xiàn)計(jì)算公式
依據(jù)《寶雞市水文實(shí)用手冊(cè)》推薦公式：
②計(jì)算 Qm～t 曲線(xiàn)
將最大凈雨過(guò)程按公式(1)計(jì)算 Qm～t 關(guān)系曲線(xiàn)。將 Qm～τ 及 Qm～t 兩曲線(xiàn)繪于同一坐標(biāo)系中，兩曲線(xiàn)交點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)數(shù)值即為所求的洪峰流量和匯流歷時(shí)，即為所求的設(shè)計(jì)洪峰流量 Q 和匯流歷時(shí) τ 值。曹家鎮(zhèn)水位站不同頻率洪峰流量成果見(jiàn)表 2。
3.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式法
依據(jù)《寶雞市水文實(shí)用手冊(cè)》推薦的經(jīng)驗(yàn)公式，采用秦嶺北麓、西部山區(qū)分區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式推求。
3.2.3 水文比擬法
《寶雞市水文實(shí)用手冊(cè)》規(guī)定：設(shè)計(jì)流域內(nèi)或產(chǎn)匯流條件較為相似的同一水文分區(qū)流域內(nèi)有水文站實(shí)測(cè)洪水資料的，面積差不超過(guò) 20%時(shí)，可將水文站作為參證站，根據(jù)參證站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果，應(yīng)用面積比擬法推求設(shè)計(jì)流域的設(shè)計(jì)洪水，計(jì)算公式：
由表 5 可知，經(jīng)驗(yàn)公式法與推理公式法計(jì)算值基本相近，水文比擬法值偏小，推理公式法是推求小流域設(shè)計(jì)洪水最常用方法，且具有一定的理論依據(jù)，出于偏安全考慮，本次優(yōu)先選用推理公式法成果進(jìn)行預(yù)警方法的研究。
4 推理公式法計(jì)算結(jié)果應(yīng)用
曹家鎮(zhèn)水位站用推理公式計(jì)算不同重現(xiàn)期的洪峰流量、匯流時(shí)間表，見(jiàn)表 6。
4.2 根據(jù)關(guān)系圖進(jìn)行查圖預(yù)報(bào)
首先根據(jù)實(shí)際降雨量計(jì)算出本站累計(jì)凈雨量，然后根據(jù)累計(jì)降雨量查圖(一)得出相應(yīng)的重現(xiàn)期，再由查出的重現(xiàn)期反查圖(二)得出相應(yīng)的洪峰流量，最后由相應(yīng)的洪峰流量查圖(三)得出相應(yīng)洪峰流量的匯流時(shí)間，開(kāi)始預(yù)報(bào)時(shí)間與匯流時(shí)間之和就是相應(yīng)的峰現(xiàn)時(shí)間。
5 結(jié)語(yǔ)
根據(jù)寶雞水文局預(yù)警預(yù)報(bào)任務(wù)要求，當(dāng)預(yù)警預(yù)報(bào)站接近警戒流量或區(qū)域平均降雨量達(dá) 50 mm 時(shí)應(yīng)及時(shí)做預(yù)警預(yù)報(bào)。依照《陜西省水情預(yù)警信號(hào)發(fā)布管理辦法》附件，洪水藍(lán)色預(yù)警信號(hào)要求。 1)流量(水位)接近警戒流量(水位);2)洪水要素重現(xiàn)期接近 2 年~5 年。針對(duì)麥里河流域短缺資料、河道狹窄等實(shí)際情況，出于偏安全考慮，根據(jù)地面凈雨量值大小，用推理公式法計(jì)算成果分析的預(yù)警預(yù)報(bào)方法能夠滿(mǎn)足本站預(yù)警預(yù)報(bào)的要求，可以作為一種應(yīng)急預(yù)報(bào)方法應(yīng)用于麥里河流域曹家鎮(zhèn)水位站及陜西汽車(chē)制造廠(chǎng)等重要廠(chǎng)礦企業(yè)及下游沿河各村鎮(zhèn)的洪水預(yù)警預(yù)報(bào)中，為防汛決策發(fā)揮作用。
