王洪心　黄新平　王秋硕

【摘要】河溶站是湖北省重要防汛站，洪峰水位预报是防汛关键要素，由于其位于平原地区，坡降平缓，水位流量关系在中、高水呈连时序（主要以顺时针绳套线为主），在利用降雨径流关系预报出洪峰流量后，预报洪峰水位存在瓶颈，有时误差较大，本文从实时校正出发，研究洪峰水位预报方法，提高预报精度，为防汛当好参谋作用。

【关键词】最大流量；最高水位；涨水面；实时订正；预报水位

1、基本概况

1.1流域概况

沮漳河是长江中游上段干流左岸一级支流，分东、西两支，东支为漳河，西支为沮河，西支较长为干流，发源于保康县欧家店大湾，自北向南流经保康、南漳、远安、当阳、枝江等县市，于荆州市李埠镇临江寺入长江，1993年，实施沮漳河下游出口段改道，河口上移15.5km，减少了荆江大堤李埠以下14.5km与沮漳河共堤，在枝江市七星台镇鸭子口村汇入长江。流域全长344km，集水面积7305km2。在当阳市玉泉镇北门有百里长渠分流灌溉，于枝江市问安镇凤台回归沮漳河。下游两岸有堤防，左岸堤自枣林岗与荆江大堤连，因其泄洪能力较小，若与长江洪水遭遇，可威胁荆江大堤，历史上曾多次自然溃口和破垸行洪。

西支沮河于当阳市河溶镇两河口与漳河汇合，2015年，实施河溶镇附近漳河改道，两河交汇口由原河溶大桥上移约9km 至张家湾，全长230km，集水面积3353 km2，东支漳河源出保康县龙坪乡黄龙洞沟，自北向南流经漳河水库，途经南漳、荆门、远安县，于当阳市河溶镇两河口汇入沮漳河，全长190km，集水面积2968 km2。

1.2测站特性

河溶水文站位于沮漳河原两河口下游800m处，集水面积6338 km2（含漳河水库面积2212 km2），主要观测项目是水位、流量。基本水尺观测采用自记水位计，测验河段两岸为堤防控制，顺直长度约500m，主槽偏于左岸，最大河宽450m，当水位超过47.70m时，右岸开始漫滩，水位达48.80m时，右岸全部漫滩直达堤脚。河溶站属平原河流站，坡降平缓，流速较小，Z～Q关系受洪水涨落、冲淤变化和长江回水顶托等影响，水位流量关系复杂，洪水期线型多为逆时针绳套状或其变形，历年采用连时序法推流，该站设防水位为47.50m，警戒水位为48.50m，保证水位为50.00m，断面附近堤顶高程为52.80m。

河溶站多年平均降水量995.0mm，汛期（4～9月）降水量约占全年的75%，降水空间分布均匀，过程较为集中。年内暴雨洪水主要出现在汛期，尤以5-7月为最多；流域呈平行状，坡降小，汇流慢。

河溶站历年实测最高水位50.49m，历年最大流量2360 m3.s-1，历年实测最低水位39.86m，历年最小流量-5.00 m3.s-1，实测最大流速2.98 m.s-1。年水位变幅最大可达10 m。

2、洪峰流量预报洪峰水位模型建立

该站洪水由暴雨形成，其洪峰流量采用降雨径流预报，精度能满足要求。由于水位流量关系为绳套或其变形，通过洪峰流量确定洪峰水位存在较大误差，而洪峰水位是防汛指挥的关键因素。本文通过实时校正法，对提高水位预报精度进行探讨。

2.1相同流量不同水位分析

选取洪峰流量接近，但洪峰水位相差较大的典型洪水场次，如表1。

2.2由洪峰流量预报洪峰水位

2.2.1绘制最大流量～最高水位综合线

逆时针绳套曲线各特征值出现顺序为最大比降、最大流速、最大流量、最高水位。选取2002-2016年洪峰水位高于44.00m以上洪水场次，由于最大流量与最高水位不是同时出现，现绘制洪峰最大流量与最高水位综合关系线，此线用于解决水位流量在同场洪水过程中不是单一对应关系，见图3。

2.2.2绘制洪峰流量～相应水位综合线（涨水面）

选取2002-2016年典型洪水场次，绘制最大流量与其相应水位综合关系线（涨水面），此线用于对洪峰预报水位的实时修正，解决相同的洪峰流量，在不同的场次时，其洪峰水位差异大的问题，见图3。

2.2.3洪峰流量预报洪峰水位步骤

由预报洪峰流量查最大流量～最高水位综合线得Z初估作为最高水位预报初估值；由预报流量查最大流量～相应水位综合线得Z查线作为涨水面最大流量对应的标准水位；以实时最大流量相应水位Z实时为依据，计算实时预报水位订正值Z订正=（Z实时- Z查线）/2；最后确定最高水位预报值Z修正= Z初估+ Z订正。

3、实例运用

3.1由最大流量预报最高水位方法

以2007年8月31日场次洪水为例，说明由最大流量（实例以实测值代替预报洪峰流量）预报最高水位的方法如下，从表1可知：本场洪水最大流量1190 m3.s-1，最高水位Zmax=47.77m。

（1）由最大流量查图3中1线，初估最高水位预报值Z初估=48.25m。

（2）由最大流量查图3中2线，得综合线上最大流量对应水位（涨水面）Z查线=47.53m。

（3）在洪水水文要素摘录表中，查得洪峰流量出现时，实际相应水位Z实时=47.00m。

（4）计算最高水位预报订正值，Z订正=（Z实时- Z查线）/2=（47.00-47.53）/2=-0.265m。

（5）实时修正最高水位预报值Z修正= Z初估+ Z订正=48.25-0.265=47.98m。

（6）最高水位預报误差δz= Z修正- Zmax=47.98-47.77=0.21m。

3.2检验

1973年以来，洪峰水位高于46.50m的洪水共计46场，按照上述方法进行洪峰水位预报，根据《水文情报预报规范》规定，以0.30m作为水位预报许可误差的上限，直接采用图3中1线（最大流量最高水位关系线）预报水位合格率为54.3%；经实时校正后，有42场洪峰水位预报合格，合格率为91.3%，达甲级精度等级，由于篇幅限制，水位预报误差统计表略。

4、结论

根据实时最大流量、相应水位对最高预报水位进行修正，能显著提高最高水位预报精度，河溶站防汛关键是需要最高水位值，想办法提高水位预报精度尤其重要。经对洪峰过程统计，该站最大流量与最高水位出现时间间隔在4～12h之间，若要获得更长预见期，可采用最大流量出现前的实时流量值（小于最大流量10%左右）进行修正。根据上述方法，实时流量需要测量、分析计算、查线获取；另外，最大流量预报精度直接影响最高水位的预报精度；在受长江高水回水顶托影响期间，需按回水顶托规律进行修正，不适用上述方法分析。