鲍志伟

（辽宁省丹东水文局，辽宁丹东118001）

0 引言

大洋河流域降水受西太平洋暖湿空气和流域地形的影响，年降水量的分布自西向东递增，多年平均降水量由东洋河上游800 mm，增至土牛河上游1 200 mm。降水量的年际变化较大，降水量的年内分配也极不均匀，主要集中在6—9月，占年降水量的70%～80%，尤其7—8月降水比较集中，占全年的50%～60%。沙里寨站是大洋河的主要控制站，控制流域面积4 810 km2，河道比降为0.14%，近年来流域发生洪水较频繁，2012年最大洪峰流量为8 010 m3/s，为有资料记载的第2位洪水过程。

目前，大洋河流域洪水预报主要以短期洪水预报为主，一般通过洪水单位线法或洪水预报模型在降雨结束后进行预报[1]，其预见期一般为4～6 h，无法满足流域防汛调度要求。如何提高流域洪水预报的预见期，实现降雨气象预报与洪水预报同步发布，提高区域洪水预见期。此文选取沙里寨水文站[2]历史发生典型暴雨洪水的资料[3，4]，分析降雨过程，制作典型洪水单位线[5]，作为流域洪水估报的依据。实现气象预报与洪水估报的同步预报预警，实现流域降雨前期洪水预报，并结合降雨后洪水短期预报，实现预报预见期的大幅提升，同时2种预报方法的结合，实现了洪水预报由估报到预报，由长期到临近，由初步到精细的预报过程。实现了流域降雨前24 h以上的洪水估报，对大洋河流域防洪安全及区域经济可持续发展、社会稳定安康，具有重大意义。

1 应用方法

大洋河流域洪水预报的方法一般采用蓄满产流模型、三水源新安江模型、分布式模型等。通过模型与实际发生洪水的雨洪过程率定预报参数，实现洪水预报模型。一般根据测站累计资料情况，制作不同雨型情况下的多个模型进行雨洪配套，以便在日后降雨发生后选取相近条件的降雨模型进行洪水预报。通过对大洋河流域沙里寨水文站洪水预报各洪水场次的分析，挑选临近年份，降雨量大，洪水破坏能力强的洪水过程单位线作为洪水估报的模型[6]。对2012年大洋河实际发生洪水的降雨过程进行统计分析，根据气象预报对未来可能发生降雨的量级（扣除前期影响雨量至流域饱和状态）进行典型降雨时段分配，见表1，实现未来模拟暴雨过程；通过选取的典型单位线[7]，输入各时段分配降雨量进行洪水过程推求，实现长预见期模拟洪水估报过程。

2 实例分析

2.1 模拟预报资料选取

大洋河流域年平均降水量在800 mm以上，适合蓄满产流模型，分析沙里寨站1958—2019年间30次典型洪水过程线，根据实际发生的洪水时间、降雨过程分布、洪水量级大小、前期影响雨量等因素分别制作降雨洪水过程线，综合分析各次暴雨洪水的量级，选取适合的暴雨洪水过程作为典型洪水。本文选取2012年发生的暴雨洪水作为典型暴雨洪水过程，见表2。

表1 2012年大洋河流域典型暴雨分配过程计算表

2.2 模拟降雨洪水估报

通过历史降雨洪水资料统计分析，选取有代表性、近年发生的致灾洪水[8，9]的降雨过程，作为简化快速拟合预报的典型雨洪过程。选取2012年大洋河流域发生的实测洪水过程，其降雨特征由流域上游逐步向下游推进，主降雨带主要集中在流域中游附近，前期影响雨量接近饱和状态，洪水过程峰高量大，断面以上平均降水量为235 mm，其前期基流为300 m3/s，实测断面洪峰流量为8 010 m3/s，为有资料以来历史洪水排位第2位。作为近年发生的大洪水，其降雨成因、分布类型及下垫面情况在今后一段时间能代表流域发生暴雨洪水的基本特征，可以作为降雨初期典型暴雨洪水的模板，用于初步估算未来可能发生的暴雨洪水情况，洪水模拟过程见表2。

表2 中，基流为模拟降雨前河流断面流量；累计雨量为气象预报雨量或未来可能发生雨量；净雨量为此次模拟降雨量减去流域达到最大蓄水量的差值，此次单位线为3 h单位线过程。降雨过程为单位各时段净雨推求的叠加过程，推求洪水过程为净雨过程与基流的和。此次应用的2012年洪水单位线为44个时段，表2中省略了其它时段。根据流域降雨分布情况，也可选择不同特征的单位线作为降雨模拟预报的洪水单位线。

表2 大洋河流域典型洪水单位线洪水估报计算表

3 降雨模拟预报应用与修正

一般根据气象预报的降水量级、前期影响雨量情况、气象预测降雨分布情况等因素，根据选取典型单位线进行降水典型过程分配[10]，可根据可能发生的不同降雨量级进行比例缩放，完成模拟计算，为简化应用，对可能发生降雨分50，100，150，200 mm等量级定量模拟，并制作洪水估报成果，见表3，以便进行快速查算。

表3 大洋河沙里寨水文站降雨模拟洪水估报成果表

模拟预报计算完成后，要根据历史实际发生的洪水情况进行比较分析，调整其不合理的预报值，如实际发生的2017年洪水，在下垫面土壤蓄水量接近70%，流域平均降雨量为220 mm的情况下，实测洪峰流量为7 960 m3/s，其模拟预报成果一般不能大于2012年土壤接近饱和、流域平均降雨量为250 mm、实测洪峰流量为8 010 m3/s的洪水。通过选取典型洪水模拟未来可能发生的洪水量级[11]，再通过历史洪水进行比较调整，可有效提高其模拟预报精度[12]，通过实际运用此方法进行模拟预报，其精度在80%以上，有效提高了洪水预报的预警期，为防汛决策提供了时间保障，为后期洪水预报提供参考。

4 结论与建议

大洋河流域沙里寨站通过连续使用降雨洪水估报、流域精细化预报、实时滚动预报，实现了预见期提升到雨前24～48 h，实现了与气象预报[13]同步预测发布，通过天气预报与水文预报的有机结合，提高了水文预报的预警预见期，有效延长了防汛决策时间，实际应用过程中要注意以下几点：

1）降雨成因及分布特征，是通过对大洋河流域历史资料进行分析的，不同降雨类型、降雨特征、降雨分布区域等因素对同量级降雨产生的洪水洪峰过程有较大影响。

2）流域下垫面[14]主要是受流域前期蓄水量、河道前期基流等因素的影响[15]，要在降雨模拟洪水预报中充分考虑。

3）降雨模拟洪水估报为中长期洪水预报，要与历史特别是临近年份已经发生的暴雨洪水量级、成因进行充分比较分析后确定洪峰数值。