摘要：萬家寨水利樞紐工程控制著黃河流域面積1224km2。這是黃河上的區(qū)域車站。根據(jù)黃河及上游水文站實測的歷史洪水資料，分析了黃河的演變規(guī)律，探討了黃河流域局部暴雨洪澇特征及黃河洪水預(yù)報模型，制定了西鄉(xiāng)縣防洪規(guī)劃，為西鄉(xiāng)縣洪水管理工作提供了科學(xué)依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：洪水管理與洪水預(yù)報模型

　　洪水預(yù)報以洪水形成和運(yùn)動規(guī)律為基礎(chǔ)，利用歷史和實時水文氣象數(shù)據(jù)，預(yù)測和分析未來洪水隨時間的演變。它是防災(zāi)減災(zāi)的重要非技術(shù)措施，在國家經(jīng)濟(jì)重建中發(fā)揮著重要作用。洪水預(yù)報實施水文庫存管理技術(shù)是水文預(yù)報的重要技術(shù)，其核心是三個水源模型。

　　水利論文范例：水利水電工程中的水庫加固施工管理研究

　　1萬家寨水利工程概況

　　萬家寨水利樞紐工程位于山西關(guān)縣。它是由山西省的一個水文站于2004年建立的。測量內(nèi)容包括水位、流量、泥沙、淤積、蒸發(fā)等，萬家寨水利樞紐工程控制流域面積39500km2。流域呈扇形。這座山的高度在500-3000米之間。7～9月降水量占全年降水量的50%以上，水庫降水豐富，土壤潮濕，周期短，且處于多雨區(qū)，因此，本次洪澇災(zāi)害是洪澇災(zāi)害的高發(fā)期和高發(fā)期，2004年9月13日測得洪峰最大洪量為2230m3/s。

　　2預(yù)測系統(tǒng)原理與方法

　　2.1創(chuàng)建山西關(guān)縣模型三基線水文預(yù)測

　　山西關(guān)縣水流的三種模型：蒸發(fā)部分分三層蒸發(fā)計算含水層蒸發(fā)量，根據(jù)徑流蓄水和恢復(fù)的定義，計算泥沙產(chǎn)生的總排放量，并考慮排水管應(yīng)用曲線考慮地表不均勻?qū)α饔蛎娣e的影響。分為三類供水，總排水按自由水庫分為飽和排水和地下排水、土壤排水和地下排水，地表排水一般采用單位線法，土壤排水一般采用線性水庫法。對于排水和地下排水，將整個流域劃分為若干個單元池，計算各流域流量的濃度，為實現(xiàn)機(jī)組的出水工藝，隨后進(jìn)行排污口下排水，完成排污口的排污口放空工藝。得到了水庫出水口的總出水過程。

　　2.2基于三種水源模型的參數(shù)計算

　　(1)蒸散量計算

　　山西關(guān)縣三種水源模型的蒸發(fā)計算方法為三層蒸發(fā)計算。輸入為實測水面蒸發(fā)量和流域換算系數(shù)。模型參數(shù)為三層的庫容wum、WLM、WDM(WM=wum+WLM+WDM)和深層蒸發(fā)系數(shù)C，計算結(jié)果為EU、El、ed(E+EU+El+ed)對上、下、深層集水面積的蒸發(fā)，計算中考慮了三個時變參數(shù)，即各層的WL、WLM、WDM和WDM，WD(w=Wu+WL+WD)土壤含水量，WM、e、w分別代表含水層的總蓄水量、蒸發(fā)量和土壤含水量，計算各層蒸發(fā)量的原則是頂層按蒸發(fā)量蒸發(fā)。如果上層蒸發(fā)量不足，則剩余蒸發(fā)量從下層蒸發(fā)。下層蒸發(fā)量與下層蒸發(fā)量、含水量成正比，與下層蒸發(fā)量成反比。計算出的下層蒸發(fā)功率與剩余蒸發(fā)功率之比不小于深層蒸發(fā)系數(shù)，否則下層含水量增加比例不足。如果下層的含水量不夠，必須用深層水補(bǔ)充。

　　(2)生產(chǎn)流程計算

　　生產(chǎn)流量的計算是基于滿儲和生產(chǎn)流量理論，滿儲是指曝氣區(qū)的含水量達(dá)到室外水量。當(dāng)土壤水分達(dá)到田間持水量時，整個降雨(同期蒸發(fā)量較小)引起排水。一般來說，流域各點(diǎn)的庫容并不相同：山西關(guān)縣的三個水源模型將流域各點(diǎn)庫容歸納為一條拋物線。

　　(3)相容性計算

　　氫相互作用的計算包括兩個相互作用階段：斜坡和河網(wǎng)。

　　(4)程序設(shè)計與分析

　　在這三個新的水源地預(yù)報方案中，相關(guān)參數(shù)主要是流域內(nèi)的水廠和水汽、降水資料。應(yīng)用中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司編制的山西省中小河流洪水預(yù)報系統(tǒng)進(jìn)行方案制定和參數(shù)標(biāo)定。通過軟件分析計算，參數(shù)取值范圍合理，含水層參數(shù)與含水層模型的特點(diǎn)相一致。

　　3建立預(yù)測

　　3.1數(shù)據(jù)處理

　　根據(jù)中國水利水電對山西省中小河流的預(yù)報，對我國萬家寨水利樞紐工程中選定的51歲以下人群進(jìn)行了洪水預(yù)報軟件功能的排序，根據(jù)歷史水文資料處理模板，首先將泥沙、蒸發(fā)、徑流過程分為3個優(yōu)良模板;其次，導(dǎo)入洪水處置數(shù)據(jù)庫;第三，洪水次數(shù)為：從提取處理表數(shù)據(jù)中選擇和數(shù)據(jù)源。根據(jù)洪水規(guī)模，人工確定洪水位(四級洪水位為特大、大、中、小洪水位)，然后選擇洪水過程計算洪水量。

　　3.2.起草計劃

　　資料完成后，編制洪水預(yù)報方案，利用masjingen對河流相互作用計算的三個水源(全分解生成)采用降水分離模型，實現(xiàn)各單元的流量過程。

　　根據(jù)洪水等級，洪水預(yù)報方案分為超大、大、中、小四類。根據(jù)不同洪水預(yù)報方案計算洪水參數(shù)。

　　(1)選取部分預(yù)測并提及預(yù)測，如萬家寨水利樞紐工程預(yù)測的三種水源模型(等級為低洪、中洪、高洪、超洪);

　　(2)選擇水位與排放量的相對曲線;

　　(3)方案選擇的預(yù)測方法;

　　(4)選擇一段時間，如一小時;

　　(5)選擇區(qū)域、型號配置、雨量站配置、蒸發(fā)站配置并準(zhǔn)備氣象站說明。3.3參數(shù)校準(zhǔn)

　　根據(jù)不同的洪水預(yù)報方案，校準(zhǔn)了各種參數(shù)：

　　(1)選擇可預(yù)見部分和預(yù)測計劃名稱;

　　(2)減少供水;

　　(3)選擇一個洪水?dāng)?shù)，如洪水按超高、高、中、低分級，洪水參數(shù)按洪水位計算，若參數(shù)速度固定，應(yīng)先進(jìn)行自動優(yōu)化。如果參數(shù)合格率不高，可進(jìn)行多次自動優(yōu)化;然后調(diào)整二次洪水模式變量，手動優(yōu)化，最后記錄參數(shù)。

　　4可預(yù)見錯誤的評估和測試(一)

　　根據(jù)《水文資料與預(yù)報規(guī)范》(GB/t22482-2008)，中國水法研究院將對三種供水模型的參數(shù)進(jìn)行分析和校準(zhǔn)，并接受授權(quán)誤差。

　　4.1三種水源模型洪水預(yù)報誤差評估

　　(1)最大輸出允許誤差

　　實測最大出口相對誤差小于20%，為估算最大出口允許誤差。

　　(2)可接受的估計誤差

　　如果允許誤差被認(rèn)為是預(yù)測基線時間和實際洪峰時間之間時間間隔的30%，則應(yīng)考慮最大允許誤差時間。如果允許誤差小于3H或計算周期較長，則允許3H或計算周期為誤差。根據(jù)預(yù)測模型參數(shù)的標(biāo)定，預(yù)測值合格。

　　4.2模型預(yù)測系統(tǒng)精度評估

　　根據(jù)預(yù)測模型，萬家寨水利樞紐51工程洪水按超、大、中、小洪水參數(shù)計算。根據(jù)計算結(jié)果統(tǒng)計，有3次洪水，3次合格洪水，4次合格洪水，4次合格洪水，1次不合格洪水24次，21次合格洪水，3次不合格洪水19次小洪水次數(shù)，17次合格洪水次數(shù)，2次合格洪水模型的額定值為88.2%。

　　4.3預(yù)測的總體評估

　　萬家寨水利樞紐模型洪水預(yù)報方案包括兩個要素：高峰負(fù)荷預(yù)報值和高峰時段預(yù)報。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，預(yù)測方案的精度評估應(yīng)以各預(yù)測對象合格率的算術(shù)平均值為基礎(chǔ)。

　　結(jié)論：

　　關(guān)于三個水源模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為了簡化計算，將其推廣為線性疊加系統(tǒng)，多年來人類活動的模糊性改變了下墊面條件，這本書使用一個三源預(yù)測模型，提供了一個實用的方法來指導(dǎo)黃河的洪水。預(yù)測方案適用性強(qiáng)，經(jīng)驗豐富，模型結(jié)構(gòu)簡單，實用性強(qiáng)。該模型可用于西鄉(xiāng)縣洪水預(yù)警預(yù)報。利用歷史資料模擬當(dāng)前水文過程不可避免地存在誤差，在模擬過程中必須使用參數(shù)值，該圖算法簡單，易于在計算機(jī)上操作，快速的計算機(jī)預(yù)測可以提高預(yù)測精度。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]趙益波.洪水預(yù)報系統(tǒng)[M].水利工程出版社，2018.

　　作者：肖鵬