张 茜 钧， 聂 家 兵

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 流域地理水文气象概述

Kamchay河流域位于柬埔寨王国西南部的Kampot省，是一条典型的山区性河流，发源于Bokor高原附近的山谷，沿途纳入Veal TohmⅡ河与左支流Malou Trieng，与Kraphit河汇合之后，流经Kampot镇后，注入泰国湾。从源头到Kampong Bay河汇合处，河流总长约为77 km，流域面积822 km2，河流的平均比降约为2%。

流域内大部分地区覆盖着密集的热带雨林，在地势较低地区雨林遭到严重破坏，造成现在库区的植被主要由次级植被竹子组成。

Kamcha河流域地处热带季风气候，分为雨季和旱季两个季节。在Kamchay River流域，大约87%的降雨发生在5～11月的雨季。流域内上下游降水变化较大，在流域下游的Kampot，多年平均年降水量为1 910 mm；而在流域上游，多年平均年降水量可以高达5 100 mm。

Kamcha河流域地处热带季风区，洪水主要由暴雨形成，造成暴雨的主要天气系统多为热带气旋。甘再水库坝址以上流域为山地峡谷，河道坡度大，产汇流速度快，洪水过程呈现出陡涨陡落、历时较短等特点。

月平均温度变化在25.0～28.4 ℃之间，平均温度26.9 ℃。最高平均温度记录在4月(33 ℃)，最低平均温度在1月(21.3 ℃)，各月份之间的平均气温波动非常小(小于3 ℃)。

月平均风速在1.8～2.5 m/s之间变化，夏季最大风速可达25 m/s。

多年平均相对湿度为80%左右。日蒸发量在1.2～10 mm之间变化，月平均蒸发量在107～132 mm之间变化，各月相差不大，多年平均蒸发量为1 410 mm。

2 遥测站网的布置

甘再电站水情测报系统遥测站网组成为1∶17，即：1个中心站，16个遥测站，包括8个雨量站(符号为R)、8个水位站(符号为H)、1个气象站。各遥测站测量的数据最终通过GPRS、北斗卫星数据传输系统的方式传输至监控室，中心站可以通过广域网浏览各遥测站的实时数据。

3 网格法计算方案研究

柬埔寨是东南亚水力发电领域比较落后的国家之一，缺少比较系统的流域水文资料，所以传统的面平均雨量计算方法很难得到推广。因此笔者提出实用型网格法，来进行遥测雨量站点雨量的点面关系转换。

3.1 流域网格的划分

为了计算的方便，我们将甘再河流域用标准的正方形网格m×n来划分。甘再河流域的网格大小按边长1 km进行绘制，这个要根据实际情况来定，网格太多虽然能提高精度，但计算量是按几何倍数增加的，会影响网格插值的分析计算速度。网格面要完全覆盖整个甘再河流域，规定流域最左下角的网格点坐标为：xmin，ymin，最右上角的网格点坐标为:xmax，ymax。则流域内的网格点H(i,j)的坐标(xi,yj)按下式来表示:

xi=xmin+(xmax-xmain)(i-1)/(m-1)

i=1,2,3,…,m

(1)

yi=ymin+(ymax-ymain)(j-1)/(n-1)

j=1,2,3,…,n

(2)

3.2 降雨影响半径的分析

主要采用交叉验证的方法，将遥测雨量站R1-R8作为一个研究组，假定每一个站点的降雨量都是未知的，全部用周围雨量站点进行插值估算，然后比较估算值和实测值的误差。利用多次降雨数据重复上诉过程，分析均方差等检验指标，最终确定相对合适的降雨影响半径。

3.2.1 确定搜索半径r和参证站数量N

目前确定参证站的方法主要有两种方法：(1)固定参证站的数量，选择离待插值点最近的参证站进行插值计算；(2)选定合适的搜索半径，选择离待插值点距离小于搜索半径的参证站进行计算。结合项目遥测站的具体情况，决定综合采用上述两种方案。即，先用第一种方法试算，求得使插值点趋于稳定值的最小参证站数量；再用搜索半径试算求得趋于该插值点的稳定值时的最优搜索半径。

3.2.2 插值计算公式

主要采用反距离加权插值法，根据待插值点和参证站的距离不同，赋予不同的权重系数，来求得流域各网格点的具体插值。定义待插值点和参证站的距离为d，w=1/d2。在运用时插值公式分以下具体情况：

(1)位于流域边界外面的待插值点

P(i，j)=0

(3)

(2)位于流域边界内的待插值点

以待插值点为圆心用合适的搜索半径r画圆，一般初始搜索半径采用降雨影响半径，求出位于搜索范围内的参证站点，并按照离待插值点的距离远近从小到大排序。例如：d1，d2，…，dn。再具体分为三种情况：

①如果小于搜索半径十分之一范围内有参证站，则不再考虑其他参证站对该插值点的影响。

P(i，j)=Pa

(4)

式中Pa为距离插值点最近的参证站的降雨量。

②给定固定参证站的数量为N，如果搜索范围内的参证站数量大于N。那么，就选取距离待插值点最近的N个参证站的雨量来计算。公式如下：

(5)

式中wk为k参证站的距离平方的倒数;Pk为k参证站的降雨量。

③如果搜索半径范围内参证站的数量小于N，则规定一个上限，继续增大搜索半径r。当搜索到的参证站数量大于等于N时，计算公式同(5)，否则按下式计算：

(6)

式中n为最终搜索到的参证站数量。

3.2.3 网格法参数优选

网格法的顺利进行需要优选的参数主要有：网格大小、搜索半径r，参证站的数量N。网格大小决定计算的时间和精度，根据项目实际情况选择。搜索半径r的大小直接关系到参证站的数量N，而参证站对插值结果有着决定性的作用。

笔者以甘再河流域为研究对象，运用交叉验证的方法，先分析降雨影响半径和参证站的数量对插值结果的影响，并且将降雨影响半径作为初始搜索半径进行反复试算，最后得到最优搜索半径。

3.2.4 流域分块面雨量计算方法

新安江模型是国内比较成熟的一款分散型水文预报模型，它是将全流域划分为许多单元块分别进行模拟产汇流计算。面雨量作为新安江模型的主要输入因子，对洪水预报产生决定性的影响。流域平均面雨量的大小和分布情况分别影响次洪洪量的大小和洪水过程线。传统的泰森多边形分块方法，在本项目遥测站数目过少的情况下，很难得到理想的结果。在地形图上仔细分别每个网格的地形和高差，确定汇流方向，并按顺序首尾连接形成流域汇流线路。最后得出比较理想的流域分块结果。各单元块的面平均雨量的求解方法是，先求单元块内各网格的面平均雨量，再求其算术平均值，即为流域单元块面平均雨量。网格平均雨量计算公式如下：

(7)

式中n为各网格点处于流域单元块界内的角点数量(n=1,2,3,4)；Pk为网格点角点的降雨量

4 结论和展望

水情测报系统是传统的水文测量向自动化过渡的标志，大大减轻了工作量，提高了工作效率。在当今水利水电工程项目兴起的时代，水情测报系统已经是项目不可分割的一部分。研究出合适的水文模型、辅以先进的计算公式、精密的仪器设备，是水情测报系统得以实施和发展的必要条件。

笔者以柬埔寨甘再河流域为研究对象，着重对网格法的计算方案以及网格大小、搜索半径、参证站数目进行研究。目前对于分散式洪水预报模型来说，实测水情信息的不足和不准确依然是应用于项目的最大障碍。在今后的工作中可进一步研究的方向有：开发更多合理的计算方法；将流域的地形、气候、降雨类型等因素考虑进去，等等，以形成更准确、更有代表性的预报模型。