本站原创[摘 要]小型水库具有流域面积小、汇流集中、缺乏水文资料等特点,洪水预报难度较大、精度较差,本文通过分析山东省青州市小型水库运用VB进行洪水预报的方案,探索小型水库洪水预报的有效方法和途径.
[关 键 词 ]小型水库；VB；洪水预报；初步探索.
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0403-02
1.建立自动测雨系统
早在2002年,青州市即在全市建立了自动测雨系统,该系统由南京水文研究所开发安装,能够自动测雨、无线发报、使用太阳能供电全天候运行、电脑联网,是目前较先进的自动测雨系统,通过这些年使用,效果相当好.为了满足水库洪水预报的需要,在各水库上游流域内安装自动测雨系统,全市有小（一）型水库7座,流域面积多在30-100平方公里；小（二）型水库14座,流域面积多在30平方公里以下.根据流域面积大小布设自动测雨站,小（一）型水库上游布置5-7个,小（二）型水库上游布置3-5个,信号受大山阻碍的站点设置中继站转送,所有自动测雨站均与市防汛指挥中心无线联网.
2.搜集相关水文气象资料
2.1 雨量站控制汇流面积及权重
在地形图上标出每个水库上游流域的范围,以及自动测雨站的位置,按照泰森多边形面积加权法,绘出各测测雨站所控制的流域范围,并求出各测雨站的权重fi等于,dF是各测测雨站所控制的流域面积,F是全流域面积.
2.2 流域最大损失值Im及土壤消退系数K
流域最大损失值Im对于一个特定的流域相对较固定,是确定前期影响雨量Pa的计算依据,与流域植被、地形、土壤种类及结构等自然地理因素有关,具有流域分布规律,由多年实测雨洪资料分析求得,在小型水库洪水预报中,由于缺乏本流域雨洪资料,参照邻近流域水文站点的分析值.
有了流域最大损失值Im,可根据当地水文气象站提供的各月多年平均日蒸发量Em即可求出该月土壤消退系数K等于1-.
2.3 降雨径流关系及时段单位线资料
小型水库所在流域一般无水文站,缺乏实测降雨径流关系及时段单位线资料,参照本地的水文图集,《山东省水文图集》按地区不同给出了P+Pa～R关系表,P为流域降雨量,Pa为前期影响雨量,R为相应净雨深,并提供了各时段的单位线表,根据单位线参数M1、M2查算,小型水库所在流域的流域面积一般在100平方公里以下,对于流域面积小于30平方公里的水库采用0.5小时和流域面积30平方公里以上的水库采用1小时时段的单位线.
3.编制调试洪水计算的VB软件
3.1 建立各水库数据文件
各小水库流域特征及调洪方式各不相同,所以每个水库应建立各自的数据资料文件,一是水库上游流域特征表,包括流域面积、干流平均比降、干流长度、平原面积占总流域面积的比例等；二是有关产汇流计算的水文资料,包括降水径流关系表（P+Pa～R关系表）,时段单位线表等；三是水库特征及泄流方式表,包括库容曲线表、溢洪道泄流流量表及其泄流控制方式,有闸控泄流还是无闸控自泄流等.将上述逐个水库资料整理成数据库文件,以备程序自动读入.
3.2 编制测试VB软件程序
根据不同运用情况编制不同的VB程序代码,各情况的洪水预报程序作为单窗体文件,最后汇总成该地区的多重窗体文件.
这些单窗体文件包括 “F<30平方公里水库调洪演算”、“F>等于30平方公里洪水过程推算”、“F>等于30平方公里水库调洪演算”、“F<30平方公里洪水过程推算”及“分控窗体”.分控窗体是综合操作平台,自动雨量信息直接接入,输入任何一个水库的名称,以及计算项目,可自动转入其他运算单元窗体,自动计算出预报结果.
编制测试VB洪水预报程序代码是一项艰巨而繁重的工作,但运用洪水计算及调洪原理、方法的相似性,可起到事半功倍的效果.经过反复调试,直至成功.
编制VB洪水预报程序的工作流程见下图.
程序编制过程中,应注意以下几点：一是产汇流计算中注意所取降雨及净雨时段与汇流单位线时段的一致性,如用1小时单位线推求入库洪水过程线,所用降雨及净雨时段也一定是1小时；二是水库调洪演算中要注意不同调洪运用条件下各控制点的求解,如有闸控调洪演算中,主要求解的控制点有（1）、起调水位对应点；（2）、下游安全保护泄量对应点；（3）、自由泄流达到最高水位时对应点.这些点一般不在整时段上,要运用水量平衡方程联立方程求解；三是程序要经得起“考验”,要变化多种情
况反复调试,确保程序能在各种情况下都能正常运行,运算结果要用手算验算,保证计算的正确无误；四是输出格式最好是图片格式,能保证防汛指挥中心的大屏幕投影机使用.
4.积累实测资料修正洪水预报
在每个水库的大坝上和溢洪道溢流堰顶以上设置水尺,按时段（与洪水预报所用瞬时单位线时段相同）观测每次降水的水库水位和溢洪道水位,根据水库库容曲线测定每次洪水入库过程线,根据溢流堰过流水力学公式,测定每次洪水的水库泄流曲线,作为实测值验算洪水预报的精确度,计算出每次洪水预报的洪峰流量差率.
最主要的工作在于整理总结每次洪水过程的实测资料,计算出实测的降水径流关系,根据推算出的各时段净雨及相应实测入库流量推求实测瞬时单位线,以及相应的单位线参数,经多次积累形成各水库的本地降水径流和瞬时单位线资料,不断修正洪水预报所用资料,使洪水预报更加精准.
5.结语
小水库洪水预报的精度一般和实际值相差较大,其主要原因是小水库一般缺乏实测的降水径流关系和瞬时单位线资料,通过借用相邻流域资料及综合本地的水文图集资料进行洪水预报,再用实测水库的洪水及泄流过程,推算出本地降水径流和瞬时单位线资料,不断修正洪水预报所用资料,久而久之,洪水预报的成果即日趋合理.