人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]洪水預(yù)報(bào)主要根據(jù)前期和現(xiàn)時(shí)的水文、氣象等信息，揭示和預(yù)測(cè)洪水的發(fā)生及其變化過(guò)程的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，是防洪非工程措施的重要內(nèi)容之一，直接為防汛搶險(xiǎn)、水資源合理利用與保護(hù)、水利工程建設(shè)和調(diào)度運(yùn)用管理，及工農(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)服務(wù)。目前廣泛采用的洪水預(yù)報(bào)方法為物理概念模型，即依據(jù)實(shí)測(cè)的降雨、蒸發(fā)數(shù)據(jù)和流域下墊面情況模擬徑流的形成、演進(jìn)過(guò)程，采用模型計(jì)算得到的流量過(guò)程為天然條件下的來(lái)水過(guò)程，不考慮流域內(nèi)人為蓄滯等影響，在實(shí)際應(yīng)用中，隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然流域的影響與日倶增，應(yīng)用傳統(tǒng)方法越來(lái)越難以獲得比較好的作業(yè)預(yù)報(bào)精度，對(duì)水庫(kù)的安全渡汛及興利需要造成了比較嚴(yán)重的影響。
[0003]人類(lèi)活動(dòng)主要從三個(gè)方面對(duì)洪水預(yù)報(bào)精度造成影響，一方面是流域內(nèi)工程措施造成的影響，隨著流域水資源開(kāi)發(fā)利用程度的不斷提高，各種大、中、小型水庫(kù)不斷蓄水發(fā)電，同時(shí)一些小型塘壩也在不停興建投運(yùn)，單個(gè)塘壩影響有限，但是塘壩數(shù)量眾多，且蓄泄時(shí)間存在差異，對(duì)流域的自然產(chǎn)匯流會(huì)造成重要影響；另一方面是下墊面條件發(fā)生變化造成的影響，由于流域開(kāi)發(fā)利用程度的不斷提高，城鎮(zhèn)化水平的不斷提升，原有流域的蒸發(fā)及產(chǎn)匯流規(guī)律發(fā)生了許多變化；還有一個(gè)方面，由于水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)站網(wǎng)隨著人類(lèi)活動(dòng)的影響，不斷地進(jìn)行測(cè)站的增加、撤銷(xiāo)、迀建及測(cè)站故障造成歷史資料缺失等現(xiàn)象，也會(huì)影響洪水預(yù)報(bào)方案擬合效果，從而進(jìn)一步影響洪水預(yù)報(bào)作業(yè)精度。
[0004]由于人類(lèi)活動(dòng)影響條件下的洪水預(yù)報(bào)有較強(qiáng)的應(yīng)用需求及研究?jī)r(jià)值，引起了國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者的研究興趣，目前主要的研究熱點(diǎn)集中在兩個(gè)方面，一方面從徑流形成原理及大尺度水文的角度研究和分析人類(lèi)活動(dòng)對(duì)洪水預(yù)報(bào)成果影響的方式、方法及影響程度；另一方面從工程實(shí)踐的角度在人類(lèi)活動(dòng)影響條件下如何提高洪水預(yù)報(bào)精度，包括模型參數(shù)率定方法和誤差實(shí)時(shí)校正策略?？傮w上這些研究成果定性研究多，定量研究少；影響程度研究多，實(shí)踐應(yīng)用少；局部解決方案多，整體解決方案少。
[0005]人類(lèi)活動(dòng)影響條件下的洪水預(yù)報(bào)實(shí)際作業(yè)精度受多個(gè)環(huán)節(jié)的影響，包括歷史資料還原及處理、洪水預(yù)報(bào)模型參數(shù)率定、水情站網(wǎng)配置、人類(lèi)活動(dòng)影響處理、誤差實(shí)時(shí)校正等多個(gè)環(huán)節(jié)。本發(fā)明以三水源新安江模型為基礎(chǔ)針對(duì)濕潤(rùn)地區(qū)從工程實(shí)踐應(yīng)用的角度提出了一種人類(lèi)活動(dòng)影響條件下的洪水預(yù)報(bào)方法，該方法在定性的基礎(chǔ)上定量地對(duì)人類(lèi)活動(dòng)影響進(jìn)行了評(píng)估和分析，并針對(duì)各種影響因素采取了不同的處理策略和方法，具有實(shí)踐性較強(qiáng)、方法系統(tǒng)完整等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)方法，用以提高人類(lèi)活動(dòng)影響條件下流域洪水預(yù)報(bào)精度，從而提高水庫(kù)調(diào)度精細(xì)化水平。
[0007]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1)歷史資料分析處理:根據(jù)歷史資料情況進(jìn)行整理、還原及預(yù)處理；
步驟2)人類(lèi)活動(dòng)影響分析:根據(jù)人類(lèi)活動(dòng)影響因素進(jìn)行分類(lèi)處理；
步驟3)方案編制和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào):應(yīng)用優(yōu)化方法進(jìn)行模型參數(shù)初選，對(duì)于大型水庫(kù)的調(diào)蓄及模型計(jì)算的初值按照人類(lèi)活動(dòng)影響的方式進(jìn)行設(shè)定或者根據(jù)規(guī)律進(jìn)行初定。
[0008]所述步驟1)歷史資料分析處理，具體是指:
針對(duì)特定流域，首先收集歷史水雨情資料，同時(shí)對(duì)于歷史資料范圍內(nèi)的站網(wǎng)變更情況、測(cè)站迀建情況、測(cè)站故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，根據(jù)流域水系情況進(jìn)行洪水資料摘錄及雨洪對(duì)應(yīng)分析，采用臨近站替代、周?chē)炯訖?quán)平均置換、報(bào)汛站校正一系列方法進(jìn)行水雨情資料的還原、展延、插補(bǔ)及整理，保持資料前后的一致性及準(zhǔn)確性。
[0009]所述步驟2)人類(lèi)活動(dòng)影響分析，具體是指:
對(duì)流域水雨情資料收集時(shí)間范圍內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng)影響因素進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在對(duì)特定流域進(jìn)行整理分析的基礎(chǔ)上，將人類(lèi)活動(dòng)影響歸結(jié)為三類(lèi):
第一類(lèi)屬于大型水庫(kù)，這類(lèi)水庫(kù)控制面積較大，水庫(kù)具較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，電站裝機(jī)容量也較大并在區(qū)域電網(wǎng)中承擔(dān)了一定的調(diào)頻調(diào)峰任務(wù)，其蓄泄規(guī)律性較差，同時(shí)對(duì)各種量級(jí)的洪水均產(chǎn)生影響；這類(lèi)水庫(kù)建設(shè)有比較完備的水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)電網(wǎng)接入其發(fā)電計(jì)劃及出庫(kù)流量能對(duì)其控制的流域面積以下產(chǎn)生較好的洪水預(yù)報(bào)應(yīng)用效果；
第二類(lèi)屬于流域內(nèi)中小水庫(kù)，這類(lèi)水庫(kù)數(shù)量略大，通常屬于地方管理，水庫(kù)具有一定的調(diào)節(jié)能力，對(duì)中小洪水的預(yù)報(bào)精度有較多的影響，在現(xiàn)有條件下通常無(wú)法獲得其水庫(kù)運(yùn)行信息，但其蓄泄具有一定的規(guī)律性，可將多個(gè)水庫(kù)聯(lián)合起來(lái)采用虛擬水庫(kù)的方式模擬其運(yùn)行規(guī)則；
第三類(lèi)屬于小水庫(kù)和塘壩類(lèi)，這類(lèi)工程設(shè)施調(diào)蓄能力較小，但是數(shù)量眾多，分布區(qū)域較為廣泛，對(duì)小洪水以及汛初的第一場(chǎng)洪水影響較大，這類(lèi)影響可以通過(guò)人為設(shè)定初始參數(shù)進(jìn)行處理。
[0010]所述步驟3)方案編制和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，具體是指:
針對(duì)特定流域，在資料整理及還原的基礎(chǔ)上，結(jié)合人類(lèi)活動(dòng)影響情況的調(diào)查分析結(jié)論，分子流域及單元進(jìn)行模型參數(shù)率定，形成參數(shù)率定成果后，根據(jù)當(dāng)前流域站網(wǎng)情況進(jìn)行站網(wǎng)設(shè)置，進(jìn)行實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供的人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)方法，針對(duì)特定流域，在資料整理及還原的基礎(chǔ)上，結(jié)合人類(lèi)活動(dòng)影響情況的調(diào)查分析結(jié)論，分子流域及單元進(jìn)行模型參數(shù)率定，形成參數(shù)率定成果后，根據(jù)當(dāng)前流域站網(wǎng)情況進(jìn)行站網(wǎng)設(shè)置，進(jìn)行實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)。通過(guò)分析人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)作業(yè)精度的各項(xiàng)因素，在定性的基礎(chǔ)上進(jìn)行定量標(biāo)準(zhǔn)劃分，并針對(duì)性地采取處理策略和方法，形成了一種人類(lèi)活動(dòng)影響條件下洪水預(yù)報(bào)方法，有效地提高了洪水預(yù)報(bào)作業(yè)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為三水源新安江模型的流程圖； 圖2為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]在洪水預(yù)報(bào)中應(yīng)用得最為廣泛的是概念性水文模型，其中新安江模型由于概念清晰及適應(yīng)性強(qiáng)，在工程實(shí)踐中得到了最為廣泛地應(yīng)用，本方法應(yīng)用的水文預(yù)報(bào)模型是三水源新安江模型。
[0015]新安江模型是一個(gè)完整的降雨徑流模型，其產(chǎn)流部分是蓄滿(mǎn)產(chǎn)流模型?？梢杂糜跐駶?rùn)和半濕潤(rùn)地區(qū)。當(dāng)流域面積較小時(shí)，新安江模型采用集總模型，面積較大時(shí)，采用分單元模型。其重要特點(diǎn)是三分，即分單元，分水源，分階段。分單元是把整個(gè)流域劃分成為許多單元，這樣主要是為了考慮降雨分布不均勻的影響，其次也便于考慮下墊面條件的不同及其變化；分水源是指將徑流分成為三種成分，即地表、壤中、地下，三種水源的匯流速度不同，地表最快、地下最慢；分階段是指將匯流過(guò)程分為坡面匯流階段和河網(wǎng)匯流階段，原因是兩個(gè)階段匯