短期洪水预报单位线推求实例分析

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摘 要：作为方便实用的短期洪水预报方法之一，流域汇流单位线始终是目前常用洪水预报方法，该方法因以历史洪水规律分析为基础，具有较好的实用性和准确性。实际工作中因不同流域的资料条件和预报手段限制，推求单位线会采用不同的方法，同一场洪水过程，因单位线推求方法不同，其用来预报的洪水精度也相差较大。文章根据实例流域同一场洪水数据，采用经验推求法、规划求解法和瞬时单位线法分别对各方法所求出的单位线进行了使用效果分析，对预报精度差异原因和推求方法的具体选用作了简要论述。

关键词：洪水预报；降雨径流；流域汇流；单位过程线；经验法；规划求解

1 降雨～径流型洪水和预报方法介绍

降雨～径流型洪水是指中小流域上，某一河道径流控制站上游干流无水文站或相距较远，两站区间径流因降雨可以产生较大洪水，其洪水预报已知因素主要以降雨为主。预报目的是根据已知降雨过程数据计算出未来洪水过程，具体步骤分产流和汇流计算。产流计算主要是确定降雨经蒸发、下渗、截留后能够有多少雨量成为径流；汇流计算指成为径流的有效降雨在断面的径流过程如何，即径流历时和洪峰流量。产流计算一般用由历史洪水点据分析出的降雨径流相关图来完成，即确定有效降雨量，一般用历史洪水中一次洪水的径流深来表示。根据相关图查出的有效降雨如何推出该降雨量在流域断面会形成何种径流过程，需用单位洪水过程线完成。

2 流域汇流单位线介绍

流域汇流单位线指一定量级净雨（扣除损失的某一单位降雨）在断面形成的径流过程，根据流域历史实测雨洪过程反推求得。单位线包括峰值、洪峰滞时（指降雨历时中间点至洪峰的时距）、径流过程总历时。我国单位净雨深取10mm，时段可取3、6、12、24h等，取决于降雨时段。根据单位线可以用实际净雨与单位净雨的倍比关系来计算径流过程。

3 流域汇流单位线推求方法介绍

单位线的推求方法常用的主要有列表计算法、图解法、试错法、瞬时单位线法和计算机优化求解法。列表计算法、图解法因计算模式比较固定，受实际降雨和洪水分割误差的影响，有时难以求出对应单位降雨的径流过程。随着计算机技术的普及，试错法、瞬时单位线法和计算机优选法逐渐取代以上传统方法。因计算机优选法和人工利用计算机试错法相似（前者自动选取单位线过程，后者需人为输入假定数据），文章仅以瞬时单位线法和计算机优选法进行对比分析。

3.1 计算机优选法介绍

该方法又称规划求解法，利用Excel提供的规划求解功能使求解系列值在特定条件下符合已知结果（具体用法略）。实际使用时利用历史某一场次实测洪水过程和其对应时段净雨量，由计算机率定出单位过程线，该方法有时可给出多个不同系列过程数据，可设置约束条件或人工辅助选取最佳结果，有时因原始数据中雨洪关系摘录不合理也会出现锯齿形单位径流过程线。

3.2 瞬时单位线法介绍

4 实例应用分析

选择永翠河带岭站某次洪水过程，见表1，实测洪水过程已去除前期底水，降雨时段选3小时，规划求解和瞬时单位线法推求单位线过程略，利用已推求单位线反算验证其误差精度见表1、表2。

5 结束语

由表1、表2中计算的洪峰流量误差对比可见，计算机优选法求解的单位线精度略高。经实际多次对比分析C明该方法所求单位线精度在各方中始终具有较高精度和便捷性。实际工作中建议优先选用该方法。瞬时单位线法因可以任意时段转换，其灵活性较高，在需要随时转换单位线使用时段时可选此方法，应注意时段转换后的单位线随着概化程度提高，精度会随之降低，一般在预报精度要求较低时使用。流域汇流单位线法属经验性预报方法，其预报精度取决于历史洪水资料的准确性和实际使用时降雨时段的限制，受雨洪资料误差和洪水级别场次限制，任何单位线都有局限性，应针对流域实际洪水特性分析总结单位线使用经验，对其进行分类汇总、补充、修正。

参考文献

[1]邓先俊.陆地水文学[M].北京：水利电力出版社，1984.

[2]李慧珑.水文预报[M].北京：水利电力出版社，1979.

[3]宋少忠.Excel公式、函数和图表应用与实例分析[M].中国水利水电出版社，2008.

作者简介：宋运凯（1983-），男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师。