流域汇流单位线时段转换应用分析

2012-10-24李伟，刘洋

黑龙江水利科技 2012年1期

李伟，刘洋

( 伊春水文局南岔水文站，黑龙江伊春153100)

0 前言

在部分支流或干流源头河段，因测站控制断面较少，短期洪水预报方法主要采用流域汇流单位线法。流域汇流单位线是用来预报河道某一控制断面洪水过程的一种经验方法。其定义是，在给定的流域上，单位时段内均匀降落在地面的单位深度净雨( 扣除损失后的雨量) ，在流域出口断面形成的地面径流过程线，如图1 所示。单位净雨一般取10 mm，单位时段可取1、3、6、12、24 h等，依流域大小而定。单位线利用实测的降雨和径流资料来求得，一般选择时空分布较均匀，历时较短的降雨形成的单峰洪水来分析。一般根据推求单位线时所采用各次降雨、径流的特性，将单位线分成若干型号来区别使用。应用单位线时，利用实测净雨总量和单位净雨的倍比关系即可求出预报径流过程。实际工作中往往因雨情测报方式的变化，导致实际降雨历时和已知单位线的时段长度不相符合，已有单位线不能直接使用，无法及时进行实时洪水预报; 另外，在对流域间进行单位线综合或借用时，各流域的单位线也存在时段长度不一致的问题，解决上述问题的根本方法就是对已有单位线进行时段转换。

图1 流域汇流单位线示意图

1 单位线时段转换实例分析

1.1 流域和测站概况

本文以永翠河带岭站为例来进行单位线时段转换应用分析。永翠河是西南岔河上游左岸较大支流，于伊春市带岭区东南部与西南岔河汇合。该流域为我省暴雨中心之一，多年平均年降水量为653.2 mm，多年平均6—9月降水量为482.7 mm，占年降水量的73.9%，历年7—8月为暴雨洪水多发期。流域历年平均径流深和径流量分别为343.4 mm 和2.296 ×108m3，径流系数为0.53。带岭水文站位于伊春市带岭区，集水面积677 km2，断面以上河长61 km，至河口距离5.7 km。该站设有报汛雨量站5 处，各站均采用遥测系统以自动测报方式采集和传输实时雨情信息。

1.2 单位线时段转换方法介绍

目前常用S 曲线法来进行单位线时段转换。S 曲线是指假定流域上净雨持续不断，且每一时段净雨均为一个单位，在流域出口断面形成的流量过程线，如图2 所示。实际使用时首先将累计曲线后移转换时段小时数，得到一条新的累计曲线，然后用两累计曲线的差值乘上转换前后径流的假定倍比系数来求得转换后的径流值，计算实例见表1。

图2 S 曲线示意图

1.3 单位线转换缘由和成果

带岭站现有短期洪水预报方案采用降雨径流相关预报法，流域汇流单位线时段为12 h，也就是说该单位线是通过12 h单位净雨和径流过程资料为基础而求得的，实际使用时必须利用以12 h为时段划分的降雨量来预报洪水过程。由于报汛设备故障或人为因素等原因，报汛雨量站有时无法及时提供12 h内雨量，只能提供24 h内降雨总量，此时的洪水预报工作必须采用24 h单位线来完成，因此该站需要将12 h单位线转换为24 h单位线来使用。该站单位线实例转换过程详见表1，其余各型单位线转换成果见表2。

1.4 单位线转换前后对比应用分析

选择该站近年来10 次较大洪水过程来进行2 种时段单位线的对比应用分析，计算实例和分析成果见表3、4、5。表中洪峰流量预报许可误差按实测洪峰值的20%来控制。由分析成果可知，转换后24h 单位线因降雨历时被概化延长，降雨强度减小，产流量也相应变小，导致单位线峰值普遍降低，预报结果与12h 单位线相比普遍略偏小。虽然单位线时段转换后洪峰流量预报精度略有下降，但也都符合相关规范要求，因此该站转换后单位线可以应用于24h 时段雨情的短期洪水预报。