万家寨水利枢纽洪水预报的研究

　　摘要：万家寨水利枢纽工程控制着黄河流域面积1224km2。这是黄河上的区域车站。根据黄河及上游水文站实测的历史洪水资料，分析了黄河的演变规律，探讨了黄河流域局部暴雨洪涝特征及黄河洪水预报模型，制定了西乡县防洪规划，为西乡县洪水管理工作提供了科学依据。

　　关键词：洪水管理与洪水预报模型

　　洪水预报以洪水形成和运动规律为基础，利用历史和实时水文气象数据，预测和分析未来洪水随时间的演变。它是防灾减灾的重要非技术措施，在国家经济重建中发挥着重要作用。洪水预报实施水文库存管理技术是水文预报的重要技术，其核心是三个水源模型。

　　水利论文范例：水利水电工程中的水库加固施工管理研究

　　1万家寨水利工程概况

　　万家寨水利枢纽工程位于山西关县。它是由山西省的一个水文站于2004年建立的。测量内容包括水位、流量、泥沙、淤积、蒸发等，万家寨水利枢纽工程控制流域面积39500km2。流域呈扇形。这座山的高度在500-3000米之间。7～9月降水量占全年降水量的50%以上，水库降水丰富，土壤潮湿，周期短，且处于多雨区，因此，本次洪涝灾害是洪涝灾害的高发期和高发期，2004年9月13日测得洪峰最大洪量为2230m3/s。

　　2预测系统原理与方法

　　2.1创建山西关县模型三基线水文预测

　　山西关县水流的三种模型：蒸发部分分三层蒸发计算含水层蒸发量，根据径流蓄水和恢复的定义，计算泥沙产生的总排放量，并考虑排水管应用曲线考虑地表不均匀对流域面积的影响。分为三类供水，总排水按自由水库分为饱和排水和地下排水、土壤排水和地下排水，地表排水一般采用单位线法，土壤排水一般采用线性水库法。对于排水和地下排水，将整个流域划分为若干个单元池，计算各流域流量的浓度，为实现机组的出水工艺，随后进行排污口下排水，完成排污口的排污口放空工艺。得到了水库出水口的总出水过程。

　　2.2基于三种水源模型的参数计算

　　(1)蒸散量计算

　　山西关县三种水源模型的蒸发计算方法为三层蒸发计算。输入为实测水面蒸发量和流域换算系数。模型参数为三层的库容wum、WLM、WDM(WM=wum+WLM+WDM)和深层蒸发系数C，计算结果为EU、El、ed(E+EU+El+ed)对上、下、深层集水面积的蒸发，计算中考虑了三个时变参数，即各层的WL、WLM、WDM和WDM，WD(w=Wu+WL+WD)土壤含水量，WM、e、w分别代表含水层的总蓄水量、蒸发量和土壤含水量，计算各层蒸发量的原则是顶层按蒸发量蒸发。如果上层蒸发量不足，则剩余蒸发量从下层蒸发。下层蒸发量与下层蒸发量、含水量成正比，与下层蒸发量成反比。计算出的下层蒸发功率与剩余蒸发功率之比不小于深层蒸发系数，否则下层含水量增加比例不足。如果下层的含水量不够，必须用深层水补充。

　　(2)生产流程计算

　　生产流量的计算是基于满储和生产流量理论，满储是指曝气区的含水量达到室外水量。当土壤水分达到田间持水量时，整个降雨(同期蒸发量较小)引起排水。一般来说，流域各点的库容并不相同：山西关县的三个水源模型将流域各点库容归纳为一条抛物线。

　　(3)相容性计算

　　氢相互作用的计算包括两个相互作用阶段：斜坡和河网。

　　(4)程序设计与分析

　　在这三个新的水源地预报方案中，相关参数主要是流域内的水厂和水汽、降水资料。应用中国水利水电建设集团公司编制的山西省中小河流洪水预报系统进行方案制定和参数标定。通过软件分析计算，参数取值范围合理，含水层参数与含水层模型的特点相一致。

　　3建立预测

　　3.1数据处理

　　根据中国水利水电对山西省中小河流的预报，对我国万家寨水利枢纽工程中选定的51岁以下人群进行了洪水预报软件功能的排序，根据历史水文资料处理模板，首先将泥沙、蒸发、径流过程分为3个优良模板;其次，导入洪水处置数据库;第三，洪水次数为：从提取处理表数据中选择和数据源。根据洪水规模，人工确定洪水位(四级洪水位为特大、大、中、小洪水位)，然后选择洪水过程计算洪水量。

　　3.2.起草计划

　　资料完成后，编制洪水预报方案，利用masjingen对河流相互作用计算的三个水源(全分解生成)采用降水分离模型，实现各单元的流量过程。

　　根据洪水等级，洪水预报方案分为超大、大、中、小四类。根据不同洪水预报方案计算洪水参数。

　　(1)选取部分预测并提及预测，如万家寨水利枢纽工程预测的三种水源模型(等级为低洪、中洪、高洪、超洪);

　　(2)选择水位与排放量的相对曲线;

　　(3)方案选择的预测方法;

　　(4)选择一段时间，如一小时;

　　(5)选择区域、型号配置、雨量站配置、蒸发站配置并准备气象站说明。3.3参数校准

　　根据不同的洪水预报方案，校准了各种参数：

　　(1)选择可预见部分和预测计划名称;

　　(2)减少供水;

　　(3)选择一个洪水数，如洪水按超高、高、中、低分级，洪水参数按洪水位计算，若参数速度固定，应先进行自动优化。如果参数合格率不高，可进行多次自动优化;然后调整二次洪水模式变量，手动优化，最后记录参数。

　　4可预见错误的评估和测试(一)

　　根据《水文资料与预报规范》(GB/t22482-2008)，中国水法研究院将对三种供水模型的参数进行分析和校准，并接受授权误差。

　　4.1三种水源模型洪水预报误差评估

　　(1)最大输出允许误差

　　实测最大出口相对误差小于20%，为估算最大出口允许误差。

　　(2)可接受的估计误差

　　如果允许误差被认为是预测基线时间和实际洪峰时间之间时间间隔的30%，则应考虑最大允许误差时间。如果允许误差小于3H或计算周期较长，则允许3H或计算周期为误差。根据预测模型参数的标定，预测值合格。

　　4.2模型预测系统精度评估

　　根据预测模型，万家寨水利枢纽51工程洪水按超、大、中、小洪水参数计算。根据计算结果统计，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次小洪水次数，17次合格洪水次数，2次合格洪水模型的额定值为88.2%。

　　4.3预测的总体评估

　　万家寨水利枢纽模型洪水预报方案包括两个要素：高峰负荷预报值和高峰时段预报。根据规范规定，预测方案的精度评估应以各预测对象合格率的算术平均值为基础。

　　结论：

　　关于三个水源模型的内部结构，为了简化计算，将其推广为线性叠加系统，多年来人类活动的模糊性改变了下垫面条件，这本书使用一个三源预测模型，提供了一个实用的方法来指导黄河的洪水。预测方案适用性强，经验丰富，模型结构简单，实用性强。该模型可用于西乡县洪水预警预报。利用历史资料模拟当前水文过程不可避免地存在误差，在模拟过程中必须使用参数值，该图算法简单，易于在计算机上操作，快速的计算机预测可以提高预测精度。

　　参考文献：

　　[1]赵益波.洪水预报系统[M].水利工程出版社，2018.

　　作者：肖鹏