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寧夏石嘴山市水文預報工作面臨的難點及對策論文
水文預報是水文工作的精髓，它不僅為防汛搶險、水利工程建設及調度管理、水資源管理等水利工作提供決策依據，也為經濟社會發展提供服務。寧夏由于其特殊的地理位置及氣候原因，防洪多是通過工程措施，洪水預報作為一項重要的非工程防洪措施迄今仍是空白。寧夏位于我國西北內陸，地處半濕潤向半干旱的過渡帶，地形復雜，下墊面按植被土壤可分為3個區，即賀蘭山區、黃土丘陵區、六盤山林區。其中賀蘭山區山勢陡峭，溝道發育，易突發局地暴雨，洪水過程陡漲陡落，雨量相同時，賀蘭山區產生的洪峰流量為全區之冠，造成的洪水災害影響最大，防洪任務十分艱巨[1].本文選擇地處賀蘭山區的石嘴山市，就其開展水文預報工作面臨的難點與問題進行分析，提出相關對策。
1 石嘴山市水文概況
石嘴山市位于寧夏賀蘭山產匯流分區，屬山洪災害頻發地區。賀蘭山區屬于典型的大陸性氣候特征，暴雨年際變化大，主要集中在7月、8月，大強度暴雨持續時間短，點面折減快，是石嘴山市主要的暴雨中心。該區主要為石質山區，土層薄、植被差，產流方式以超滲產流為主。洪水特征與暴雨特征相應，幾乎每年都發生洪水，造成不同程度的損失。
2 石嘴山市水文預報可行性分析
石嘴山市轄區內有2個山洪水文站，汝箕溝水文站和大武口水文站。
2.1 汝箕溝水文站所在流域水文預報可行性分析
汝箕溝水文站1966年設立，積累有42年資料系列，主要觀測降水、水位、流量、含沙量、輸沙率等項目。所在流域位于賀蘭山東麓中段，溝長 22.2 km,控制流域面積 79.8 km2,溝道平均比降 32.9‰。多年平均降雨量300 mm.汝箕溝溝口上游設有4個雨量站，分別是西溝門、四道溝、花石洞和黃草灘，其中西溝門和花石洞1981年設站，四道溝和黃草灘2012年設站。該流域從降雨開始到洪水洪峰出現的時間，為1~2 h.
由于該流域洪水陡漲陡落，面積不到100 km2,預見期極短，僅為1~2 h,采用水文模型方法效率低，預警效果差，編制洪水預報方案的意義不大。根據雨量資料綜合分析，確定以超過該流域控制斷面特征值的洪水對應的雨量作為臨界雨量進行預警預報，以解決山區性流域的洪水預報問題。即一旦流域降雨量超過該臨界雨量值就進行預警。
2.2 大武口水文站所在流域水文預報可行性分析
大武口水文站1973年設立，已累積有41年資料系列，主要觀測降水、水位、流量、含沙量、輸沙率等項目。大武口溝控制流域面積576 km2,溝道長度50km,多年平均年降雨量200 mm.洪水預見期2~3 h.大武口溝口上游有呼魯斯太、塔塔溝、八號泉、大燈溝、石炭井、三礦、四礦、一礦橋、馬連溝門、馬連灘、東溝煤礦、清水溝、北叉溝共13個雨量站。
本文探討在該流域用水文模型進行預報的可行性。根據該站資料條件，按照《水文情報預報規范》（GBT22482-2008）的規定，率定模型參數要使用足夠的洪水場次和盡量多的雨量站資料，一般不少于4年資料，如果雨量站太少，輸入的雨量代表性差，率定出的參數可能會失真。
對于概念性降雨徑流模型，檢驗與率定原理完全一致，差別是率定與檢驗分別是不同年份的歷史水文資料。用于檢驗的資料不少于2年[2].
2.2.1 資料分析
根據大武口溝流域內雨量站資料，三礦、四礦、一礦橋、馬連溝門、東溝煤礦、清水溝、北叉溝 7 個雨量站為2010年以后新建站，只有短系列雨量摘錄資料；大燈溝、八號泉、塔塔溝3個雨量站具有2002年以后雨量摘錄資料；呼魯斯太、石炭井、馬連灘3個雨量站具有1986~2012年長系列雨量摘錄資料。由于雨量摘錄系列參差不齊，考慮區域內雨量的分布與控制，初定在有3個雨量站控制的1986~2002年份和有6個雨量站控制的2003~2012年份里選取資料（大武口流域雨量資料只有1998、2002、2004年的資料相對較好，可用于模型率定，但是3年的資料不符合模型率定對4年的要求，其他的未選取的資料存在著降雨過程和洪水過程不對應的問題）。一是雨量大，流量小。原因可能是下墊面發生了很大變化，如水利工程截留或者攔蓄了洪水，雖然雨量大，但未產生流量過程；二是雨量小，流量大，可能原因是雨量站沒有控制住暴雨中心。
2.2.2 模型率定與檢驗
我國流域水文預報模型發展比較成熟的是適用于南方濕潤地區的新安江模型，為蓄滿產流模型。北方地區以超滲產流為主，以陜北模型、河北雨洪模型為代表。針對石嘴山地區的地貌特性，本文選用河北雨洪模型進行參數率定與檢驗。
河北雨洪模型為兩水源模型，即把天然徑流分為地表徑流和地下徑流兩種水源。當降雨強度大于下滲強度時產生地表徑流，下滲部分滿足包氣帶（局部的或大部的）缺水以后產生地下徑流。兩者經過流域匯流成為流域出口斷面的流量過程。
鑒于流域資料現狀，為論證河北雨洪模型是否適用于大武口溝流域，只能將該流域1998年、2002年、2004年雨量資料輸入，模型率定后，目標函數值確定性系數為負值，根據《水文情報預報規范》（GBT 22482-2008），說明洪水過程擬合效果不好，該模型不符合大武口溝所在地區的洪水特性，不可用于洪水預報作業[3].有待進一步探討其他模型的應用，或分析編制適合該流域的洪水預報方案。
3 開展水文預報工作的建議
分析表明，石嘴山市轄區內開展水文預報，可根據流域面積區別對待。即面積小于100 km2的流域用臨界雨量進行預警；面積大于100 km2的流域若要開展水文預報工作，尚需在以下幾方面努力。
（1）對報汛站網進行調整，提高密度，優化布局，增加雨量站的密度，補充重要控制站，加強報汛站網管理[4].只有資料數量逐年增加和數據質量不斷提高，才能滿足編制水文預報方案的要求。
（2）修訂和完善水文預報方案。開展石嘴山地區流域下墊面變化對產匯流規律影響的研究，通過理論分析、物理試驗，掌握流域下墊面的產匯流特點，才能更有針對性地提出適合石嘴山地區的水文預報方法和方案，使水文預報發揮作用成為可能。
水文預報是寧夏水文工作的難題，而賀蘭山地區開展山洪水文預報又是難點中的難點，作為賀蘭山區代表的石嘴山市還有許多難題需要解決。因此，在該地區開展水文預報尚需時日。
參考文獻
[1] 寧夏水文水資源勘測局。寧夏回族自治區暴雨洪水圖集[R].1986.
[2] 林三益。水文預報[M].北京：中國水利水電出版社，2001:1-4,151-153.
[3] 章四龍。洪水預報系統關鍵技術研究與實踐[M]. 北京：中國水利水電出版社，2006 :175-192.
[4] 只德國，景占星，李保國。海河流域水文預報面臨的問題及對策[J].河北水利，2005（12）：31.
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