[发明专利]一种基于典型设计洪水过程线的小流域短期洪水预报方法

说明书

本发明公开了一种基于典型设计洪水过程线的小流域短期洪水预报方法，包括以下步骤：S1.获取小流域河道的不同年限的设计洪峰流量和典型设计洪水过程线；S2.根据实测流量判定河道是否开始进行短期洪水预报；S3.根据河道的实测洪水流量确定短期洪水预报的预报时间；S4.根据相应年限的典型设计洪水过程线确定斜率Ksubgt;n/subgt;；S5.根据tsubgt;n/subgt;时刻的实测洪水流量qsubgt;n/subgt;和斜率Ksubgt;n/subgt;，确定tsubgt;n+1/subgt;时刻预测洪水流量q′subgt;n+1/subgt;；S6.根据tsubgt;n+1/subgt;时刻的实测洪水流量判定是否可以结束短期洪水预报；S7.根据tsubgt;n+1/subgt;时刻的实测洪水流量qsubgt;n+1/subgt;和tsubgt;n+1/subgt;时刻的预测洪水流量q′subgt;n+1/subgt;，对计算斜率Ksubgt;n/subgt;的设计洪水过程线的年限Tsubgt;n/subgt;校正；S8.结束短期洪水预报。本发明相较于现有的流量演算法和相应水位法具有简单、快速等优势。

技术领域

本发明涉及洪水预报领域，特别是涉及一种基于典型设计洪水过程线的小流域短期洪水预报方法。

背景技术

小流域通常是指集水面积不超过数百平方公里的小河小溪，但并无明确限制，一般认为流域面积在300～500km²以下可认为是小流域。从水文角度看小流域具有流域汇流以坡面汇流为主、水文资料缺乏、集水面积小等特性。

小流域设计洪水计算广泛应用于中、小型水利工程中，如修建农田水利工程的小水库、撇洪沟，渠系上交叉建筑物如涵洞、泄洪闸等，铁路、公路上的小桥涵设计，与大、中流域相比，小流域设计洪水具有以下四方面的特点：

(1)绝大多数小流域都没有水文站，即缺乏实测径流资料，甚至降雨资料也没有。因此小流域设计洪水计算一般为无资料情况下的计算。

(2)小流域面积小，自然地理条件趋于单一，拟定计算方法时，允许作适当的简化，即允许作出一些概化的假定。例如假定短历时的设计暴雨时空分布均匀。

(3)小流域分布广、数量多。因此，所拟定的计算方法，在保持一定精度的前提下，将力求简便，一般借助水文手册即可完成。

(4)小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主要受洪峰流量控制，因此对设计洪峰流量的要求高于对洪水过程线的要求。

在小流域中计算典型设计洪水过程线的方法，是由推理公式法或地区经验公式法计算小流域的设计洪峰流量，然后根据综合瞬时单位线法或多边形过程线法(三角形、五点形、多峰形等)，结合小流域的设计洪峰流量，计算小流域的典型设计洪水过程线。

由于我国小流域众多，小流域上的洪灾发生频率高、危害范围广、对国民经济影响严重。正因为小流域洪灾产生的灾害损失如此巨大，所以小流域短期洪水预报减少甚至避免洪灾的灾害损失尤为重要，合理的预报结果对于兴利防洪具有重大意义。

目前，常有的河道洪水预报方法有流量演算法和相应水位法。流量演算法的实质是成因分析法，主要分为两种，即水文学方法以及水力学方法。其中，水文学方法为马斯京根法和特征河长法；而水力学方法则采用解析法和数值法。相应水位法的实质是数理统计法，是研究相应水位(或相应流量)间的关系(统计规律)，依此为依据进行河段洪水预报的方法，主要包括洪峰水位预报法。

流量演算法中的水文学方法由于其参数具有较强经验型，在水流情况复杂的流域会面临参数难以正确率定的问题；而水力学方法存在所需不同类型资料数据较多，计算时间长等缺点。相应水位法则需要对洪水波进行大量的数理统计，数据精度要求高，统计计算费时，且主要预报洪峰处的水位。

发明内容