摘要：山西省東莊水文站控制流域地處半濕潤半干旱地區，流域分南、北兩支，流域洪水多為暴雨引發，但暴雨的分布不均勻，不同地區降水強度相差很大，徑流形成機制較為復雜。文章收集了東莊水文站控制流域場次暴雨洪水資料，采用劃分單元節點與雙超模型相結合的預報方法，初步建立了控制流域洪水預報系統，并采用近年洪水進行了洪峰、洪量、峰現時間精度評定，取得了較好的效果。
關鍵詞：半干旱;半濕潤;單元;節點;雙超模型
1流域概況
東莊水文站位于古縣岳陽鎮東莊村洪安澗河上，屬黃河流域汾河水系，地理坐標為東經111°52′23″，北緯36°13′34″。該站集水面積987km2，斷面以上主河道長度35km，主河道平均坡度11.6‰，主要支流有古縣河和石壁河等，流域形狀系數0.806。
該控制流域水文下墊面產流地類型共有7種，分別為變質巖灌叢山地18.8km2，占集水面積的1.9%;變質巖森林山地56.3km2，占集水面積的5.7%;黃土丘陵階地282.3km2，占集水面積的28.6%;灰巖灌叢山地13.8km2，占集水面積的1.4%;灰巖森林山地156.9km2，占集水面積的15.9%;砂頁巖灌叢山地356.3km2，占集水面積的36.1%;砂頁巖森林山地102.6km2，占集水面積的10.4%。
東莊水文站控制流域內現有北節底、金堆、朱家窯和三合4處河道水位站，均為山洪站。流域內有25個雨量站，其中基本雨量站8個，中小河流雨量站5個，山洪雨量站12個。
2暴雨洪水特性
東莊水文站控制流域內降水受地形的影響很大，流域內平川少，山區多，7月～9月降雨量約占全年降雨量的60%左右，且多為暴雨。洪水主要由連續或短時強降雨誘發，且多為暴雨所致，多發生在7～8月份的主汛期。古縣境內山洪災害發生頻次較高，是本縣的主要自然災害之一。歷史上及建國后發生過多次大的山洪災害。
光緒二十一年(1895)秋陰雨，倒房無數;光緒二十三年，農歷五月大雨，澗水漲，傷人畜很多;民國二十二年(1933)農歷六月大雨連綿，河洪為災，沖沒欄石橋牌坊一座，洪水沖走(姓黃夫婦)二人;1922年縣城洪峰2350m3/s;1968年大雨，舊城南門外農田盡毀，城內段姓房屋塌，壓死女孩2人;1975年北平鎮黃家窯村藺河流域局部暴雨，沖毀道路約80米，淹沒農田40余畝;1988年7月，連日降大雨，境內公路遭到嚴重破壞;2003年4月17日，古陽鎮江水平流域局部暴雨，江水平煤礦進水，損失慘重。2009年7月19日，全縣境內普降大到暴雨，降雨量109.1mm，洪峰流量100m3/s，淹沒農田130畝，房屋受損27間，橋梁受災5座。2010年8月9日凌晨2：00時～3：00時，洪安澗河岳陽鎮城關到下冶局部突降暴雨，42戶150余口人家中進水，沖毀農田200余畝，損失慘重。
3預報系統編制方法
洪水預報系統的編制是根據已經發生或者可能發生的降雨、上游來水、土壤墑情等水文信息，采用適合該流域的模型或方法，對未來的水文要素進行預報，以便盡早采取可能措施，減少洪水災害的一項工作。東莊水文站控制流域地處半濕潤半干旱地區，流域分南、北兩支，流域洪水多為暴雨引發，但暴雨的分布不均勻，不同地區降水強度相差很大。為了充分考慮暴雨分布不均以及不同地區產流條件的不同，該系統的建立采用分單元進行產匯流計算，節點之間流量進行河道演算，進而匯聚成東莊水文站出流過程的方法，使用東莊出口斷面的洪水過程進行參數的率定。產流計算采用適用于半濕潤半干旱地區的雙超模型，由于各單元無實測水文資料，匯流計算采用綜合瞬時單位線，河道演算采用SWAI 1模型。
在收集量算東莊流域土地利用、產匯流地類、河長比降及沿程斷面特征的基礎上，采用《山西省水文計算手冊》計算雙超模型、綜合瞬時單位線、SWAI 1模型參數初值。通過實地調查走訪流域植被、河道平整情況等，對參數初值進行適當的修正。
3.1資料情況
該預報系統所選用的資料，嚴格遵守《水文情報預報規范》(GB/T22482-2008)的要求，對選用的水文站點及雨量站點資料均經過審核，具有較高的可靠性。
該次收集的資料如下：
(1)東莊水文站建站至今的洪水要素摘錄表，逐日平均流量表;
(2)永樂、高城、北平、金堆、凌云、多溝、下冶、東莊8處基本雨量站建站至今的降水量日表、降水量摘錄表;
(3)中小河流雨量站、山洪雨量站建站的雨量資料;
(4)由于東莊水文站不觀測蒸發，收集了趙城水文站建站至今的蒸發觀測資料;
(4)東莊水文站所在流域1∶5萬地形圖，高精度DEM數據;
(5)東莊水文站所在流域小流域劃分及土地利用成果。
3.2單元劃分、節點選定
結合東莊流域1∶5萬地形圖、小流域劃分成果、高精度DEM數據，綜合考慮小流域特性相近、水系完整、暴雨特性差異不大的區域劃分單元。充分運用流域內現有的水文雨量站網資料，通過水文比擬、暴雨面積加權等方法，盡可能地使每個單元都有代表性雨量資料。在北節底、金堆、朱家窯和三合4處河道水位站均劃分了單元，方便結合水位站洪水數據對單元參數的進行修正;對于部分沒有雨量站的單元選擇臨近有代表性的雨量站進行借用，該系統在東莊以上流域共劃分17個單元。
為了反映流域的連通性，分析流域洪水來源，更好地方防洪減災提供服務，在單元劃分的基礎上，進一步劃分出14個結點，用以在預報系統編制中顯示各結點的洪水信息。各單元劃分情況見表1，圖1;各單元地類情況見表2。
3.3預報系統說明
東莊水文站洪水預報系統中共有17個單元和14個節點，第1單元產匯流結果作為1001節點的流量過程;第2單元的產匯流結果作為1002節點的流量過程;1001節點流量通過河道演算與第3單元的產匯流結果疊加作為1003節點的流量過程;1002節點的流量通過河道演算與第4單元的產匯流結果疊加結果作為1004節點的流量過程;1003節點流量通過河道演算和1004節點流量疊加作為1005節點的流量過程;1005節點流量通過河道演算、第5單元的產匯流結果與第6單元的產匯流結果疊加作為1006節點的流量過程;1006節點流量通過河道演算與第7單元的產匯流結果疊加作為1007節點的流量過程;1007節點流量通過河道演算、第16單元的產匯流結果與第17單元的產匯流結果疊加1014節點的流量過程;第8單元的產匯流結果和第9單元的產匯流結果疊加作為1008節點流量過程;1008節點流量與第10單元的產匯流結果疊加作為1009節點的流量;第12單元的產匯流結果作為1010節點的流量過程。1010節點的流量通過河道演算與第13單元的產匯流結果疊加作為1011節點的流量過程。1009節點流量通過河道演算、1011節點流量與第11單元的產匯流結果疊加作為1012節點的流量過程。1012節點流量通過河道演算與第14單元的產匯流結果疊加作為1013節點的流量過程。1014節點流量通過河道演算、1013節點流量與第15單元的產匯流結果疊加作為出口斷面的流量過程，即為東莊水文站流量過程。系統流程圖見圖2。
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