[心理学]对州城洪水预报的思考.doc

对清江州城洪水预报的思考 李庆平 杨松元（恩施州水文水资源勘测局，湖北 恩施 445000）摘要:清江横穿州城而过,州城是全州政治、经济、文化中心，州城防汛事关恩施经济发展和人民生命财产安全，是全州防汛工作的重点。本文结合多年来清江州城河段洪水预报、特别是近几年的实践经验，通过对清江上游暴雨洪水特性分析，揭示了清江州城河段洪水预报中的难点和问题，提出解决清江州城洪水预报的研究对策。关键词：清江州城河段；洪水预报；思考1流域概况清江是湖北省内汇入长江的第二大支流,是恩施州的母亲河，源出利川市齐跃山南麓，河源为溶洞水。流域总面积16714平方公里，河长428公里，其中州内流域面积11036平方公里，占恩施州国土面积的46.1%，河长280公里。清江干流在我州海拔最高1250米，最低185米，境内落差1065米，大部分河段河谷深切，山势陡峻。清江向东流出利川城后进入腾龙洞，伏流26公里进入沐抚大峡谷，至恩施市屯堡，折向南流入州城恩施市城区。恩施市城区是州府所在地，是全州的政治、经济、文化中心，市区人口21万。清江上游流域呈现东西长南北窄的狭长地形，干流两岸支流分布对称，流域面积大于100平方公里的支流有6个，其中主要是车坝河和带水河。车坝河是清江上游右岸一级支流，发源于恩施与利川两市交界的马崇岭，全长52.1公里，流域面积252 平方公里，天然落差1010米。车坝水库控制流域面积213.6平方公里，水库总库容6200万方。带水河是清江上游左岸一级支流，是恩施站上游最大支流，发源于恩施市与重庆市交界的分水岭，全长40 公里，流域面积508平方公里，天然落差1400米。大龙潭水库位于恩施市龙凤坝镇小龙潭村的清江干流上，距州城11公里，控制流域面积2396平方公里。总库容5200万方，调洪库容2700万方。清江干流在恩施市城区（恩施水文站）以上长153公里，流域面积为2928平方公里。恩施水文站为清江上游控制站，是国家重要水文站，位于恩施市小渡船，主河纵坡6.24，流域平均高程1264米。用于水文预报的报汛站有9个，分别是汪营、利川、团堡、滴水岩、新板桥、见天坝、马者、西流水、恩施，流域内水文站网详情见水文站网分布图。2流域雨洪特性2.1暴雨特性清江流域属副热带季风气候，暖湿多雨。雨季自4月份开始，9月底结束。年雨量主要集中在59月，约占年雨量的70%，其中7月份的雨量最大,约占年雨量16%；8月份的雨量次之，约占年雨量的12%。由于地形影响，9月份常有大雨或暴雨发生，因而，9月雨量仍占年雨量的12%。10月以后雨量逐渐减少，冬季1月最少，仅占年雨量的2%。清江上游西、北、东三面地势较高，南面较低，有利于西南气流的输入。恩施站以上流域多年平均雨量1476毫米，为清江流域多雨地区。由于地形的抬升作用，齐岳山站多年平均雨量在1700毫米以上，为上游年雨量的高值区；利川盆地雨量较小，利川站多年平均雨量1317毫米，为上游年雨量低值区。随着流域地势增高，雨量也加大，流域上游滴水岩、见天坝一线形成一条多雨带，其中，车坝河见天坝为多雨中心，多年平均雨量达1711毫米。带水河西流水站多年平均雨量达1965毫米，为年雨量最高值。流域上游年雨量的地区分布与地形、地势的高程变化相一致，地势愈高，雨量愈大。2.2洪水特性清江流域上游属山溪性河流，坡度较大，河道调蓄能力小，洪水涨落较快。一次洪水过程总历时在3天左右。由于暴雨中心走向与洪水流向大体一致，且流域地形及干、支流等下垫面因素的影响，洪峰形状大多为单峰。 清江上游洪水季节的变化与暴雨时程分布基本一致。每年从4月开始便有洪水发生，据恩施水文站资料统计，年最大洪峰出现在4月份的占3%，出现在7月份的占46%，9月份占9%，5、6、8各月机会各占14%。表明主汛期在59月。1989年7月洪水是恩施水文站实测纪录中的第一位洪水，最大洪峰流量4300立方米每秒，该站洪水属全流域性洪水。大龙潭电站以上河段各雨量站实测到的最大24小时雨量均发生在7月10日，经过流域汇流后，洪峰流量到达恩施站的时间是7月11日，此时，支流带水河7月11日同时发生洪水，估算的最大24小时洪量占恩施站的12.7%，干、支流发生遭遇，致使州城河段发生接近百年一遇的特大洪水。1980年8月洪水，位列恩施水文站实测系列第二位，最大洪峰流量3850立方米每秒。1980年8月，带水河发生特大暴雨，西流水站8月3日实测最大24小时暴雨326.9毫米，初步估算，它所产生的最大24小时洪水总量为0.82亿方，占恩施站同次洪水24小时洪水总量的40%，因此，带水河的特大暴雨是发生该年洪水的重要原因。1969年7月洪水，位列恩施站实测系列第三位，洪峰流量3760立方米每秒。该站洪水在清江中下游则为300年来的第二位特大洪水。在流域上游，洪水主要来自大龙潭电站以上干、支流，大龙潭至州城区间则属小洪水。根据雨量估算，大龙潭电站以上干、支流最大24小时洪量占恩施站相应时段洪量的87%以上，而区间仅占13%。从以上三个典型洪水的分析说明，清江州城河段产生特大或较大洪水的原因是：、大龙潭以上干、支流发生较大洪水和大龙潭至州城区间洪水遭遇；、区间发生特大或较大暴雨洪水与上游干、支流来水遭遇。前者如1969年7月洪水、1989年7月洪水，后者如1980年8月洪水。3清江州城洪水预报现状由于流域内有腾龙洞地下水库调节,利川水文站与恩施水文站之间的区间面积太大,所以州城洪水直接根据降水来预报洪水，通称降雨径流预报。降雨径流预报是研究流域内一次降雨将产生多少径流量，以及这些径流量如何形成出口断面的径流过程。现在使用的水文预报方案就是采用降雨径流方法编制而成。州城洪水的预报步骤为：、预报大龙潭水库入流过程；、预报大龙潭水库出流过程（水库调度）；、预报带水河入流过程（即带水河洪水汇入清江的洪水过程）；、由两个过程同时叠加后用面积比放大计算出恩施站断面洪水过程。4州城洪水预报难点和存在的问题4.1人类活动改变了洪水的天然流态，增加了预报的复杂性 近年来，由于在清江干支流上修建大小水利工程、河道整治工程、景观工程等，在一定程度上缩窄了河道，减少了河道槽蓄，抬高了水位，改变了通过各种水文要素的观测探求到的水文自然规律，破坏了原有水文资料的一致性和代表性，使水文现象发生异常。洪水预报是运用历史水文资料应用水文学等原理对江河及水工程控制断面的洪水要素洪峰流量、水位、洪峰出现时间和洪水过程进行科学的分析和历史经验的总结而形成的。洪水预报的可靠性取决于预报方案编制中使用的水文资料的质量和代表性，人类活动破坏了原有水文资料的一致性和代表性，必然对预报结果产生一定影响。4.2水库调度影响及带水河无水文监测点，增加了水文预报难度4.2.1大龙潭水库调度影响州城上游有大龙潭和车坝两座中型水库。车坝水库基本控制了整个车坝河的洪水，该水库总库容6200万方，其下泄洪水进入大龙潭水库。大龙潭水库距恩施城区11公里，控制流域面积2396km2，设计总库容5200万方，调洪库容2700万方。在某种程度上说，州城洪水已不是实际的天然洪水，洪水来临时，水库调度信息的准确于否，对州城洪水预报的成果将产生直接的影响。据恩施站水文监测资料分析显示,恩施站水位411米以上,大龙潭水库每下泄300立方米每秒的流量,州城水位将上涨约1米。对2007年7月24日至7月30日所做的3次洪水预报进行分析，大龙潭水库泄洪流量的准确与否，直接影响州城洪水预报成果。 2007年7月24日至7月30日恩施站水文预报情况表 单位:水位(米);流量(立方米每秒)实测值预报值误差值预报因子时间水位流量时间水位流量时间水位流量大龙潭出库流量带水河流量24日11时414.86161024日10时30分416.142100-0.51.28490185020829日23时413.20113029日23时414.00140000.80270132513530日12时415.36181030日10时415.842000-2.00.481902162220在7月24日、29日、30日三次预报中，假如带水河、区间均无流量汇入，大龙潭水库的出库流量较恩施站的实测流量值也偏大15%20%。由此可见，造成洪水预报不准的主要原因是大龙潭水库上报的下泄流量与实际下泄流量出入较大。4.2.2支流带水河的影响支流带水河的洪水也是影响州城洪水预报的一个主要因子。带水河流域面积508平方公里，占恩施站以上流域面积的17.3%。带水河上游西流水是一个暴雨中心，只有一个雨量站提供雨情信息，没有实测的水位、流量信息，给州城水文预报工作带来难度，给科学调度大龙潭水库也出了难题，因不知道带水河准确的洪峰时间，使大龙潭水库与带水河的错峰调度不十分科学。5提高州城洪水预报水平的途径通过对州城洪水预报的难点和存在问题的分析，提出以下提高预报水平的途径和措施：(1)、充分了解河道变化情况,掌握洪水传播规律随着城市防洪工程的建设，州城河道变化大，河床也存在一定的冲淤变化，直接影响水位、流量。所以每年汛前和汛期的不同时间要对河道进行查勘，了解河道的变化情况及行洪能力，及时修正恩施站水位流量关系。为水位、流量、洪峰出现时间的预报提供重要参考。（2）、充分利用已有信息,及时修正预报结果大龙潭水库设立了屯堡入库站，要保证入库站正常运行，为大龙潭水库的入库流量预报提供科学依据。大龙潭水库建立了水库水位视频监测系统，当洪水发生时，水库水位信息能自动及时传递到市防汛抗旱指挥部，可以与防汛部门联系，及时了解大龙潭水库的实时水位变化情况，修正清江州城河段洪水预报值。水利部门在带水河上建立了水保监测站，可以通过防汛指挥部与有关部门协商，收集有关的水位、流量信息，及时修正带水河的降雨径流预报。（3）、设立带水河水文监测点，加强水文监测工作从前面的分析可知，清江州城河段产生特大或较大洪水的原因是：大龙潭以上干、支流发生较大洪水和大龙潭至州城区间洪水遭遇；区间发生特大或较大暴雨洪水与上游干、支流来水遭遇。由此可见，带水河洪水给州城带来的威胁不可小视，应及时设立带水河水文监测点，开展水文研究工作，为州城洪水预报工作提供技术支撑，以利州城防汛工作的科学指导和决策。（4）、尽早实施地方报汛站自动化建设随着国家防汛抗旱指挥系统湖北省恩施水情分中心的建成投产，我州37处向省以上报汛站点的降水量、水位等水情信息的采集、传输、处理全部实现自动化，且传输快捷，准确率高，极大地提高了水情信息的实效性。但是，这一工程建设主要解决了向中央及省以上报汛站的报汛，并没有改善为地方报汛的报汛手段。特别是州城上游的滴水岩、马者两个为州城洪水预报服务的报汛站依然使用原始的报汛方式，雨情信息传送时效性较差，在州城防汛处于紧急状况，需要实施滚动预报时，其雨情信息无法及时获取，不适应州城防汛减灾工作的需要，建议尽早实施两站的自动化建设。（5）、州城上游的水电工程安全度汛信息共享有待加强伴随着我州水电建设的逐步推进，许多河流实行梯级开发，管理权限涉及多个县、市，业主状况各有差异。防汛指挥决策部门很难及时准确获取各水库、电站有效的水情及工程运行情况，影响指挥决策。水文作为防洪体系的重要构成部分，为防洪保安提供高质量的水情信息服务责任重大。我们如果不清楚上游水库（电站）的水情及工程运行情况，就难以做出准确的水文预报。全面、及时、准确地了解州城上游水电工程安全度汛的相关数据、资料，是做好州城洪水预报工作的重要基础。鉴于此，州防汛指挥部门应及时协调州城上游水电工程安全度汛信息共享问题。（6）、增强市民的水患意识,防洪知识据恩施水文站19