人类活动影响条件下洪水预报方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人类活动影响条件下洪水预报方法。
【背景技术】
[0002]洪水预报主要根据前期和现时的水文、气象等信息，揭示和预测洪水的发生及其变化过程的应用科学技术，是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理，及工农业的安全生产服务。目前广泛采用的洪水预报方法为物理概念模型，即依据实测的降雨、蒸发数据和流域下垫面情况模拟径流的形成、演进过程，采用模型计算得到的流量过程为天然条件下的来水过程，不考虑流域内人为蓄滞等影响，在实际应用中，随着流域内经济水平的不断发展，人类活动对自然流域的影响与日倶增，应用传统方法越来越难以获得比较好的作业预报精度，对水库的安全渡汛及兴利需要造成了比较严重的影响。
[0003]人类活动主要从三个方面对洪水预报精度造成影响，一方面是流域内工程措施造成的影响，随着流域水资源开发利用程度的不断提高，各种大、中、小型水库不断蓄水发电，同时一些小型塘坝也在不停兴建投运，单个塘坝影响有限，但是塘坝数量众多，且蓄泄时间存在差异，对流域的自然产汇流会造成重要影响；另一方面是下垫面条件发生变化造成的影响，由于流域开发利用程度的不断提高，城镇化水平的不断提升，原有流域的蒸发及产汇流规律发生了许多变化；还有一个方面，由于水情测报系统站网随着人类活动的影响，不断地进行测站的增加、撤销、迀建及测站故障造成历史资料缺失等现象，也会影响洪水预报方案拟合效果，从而进一步影响洪水预报作业精度。
[0004]由于人类活动影响条件下的洪水预报有较强的应用需求及研究价值，引起了国内外广大学者的研究兴趣，目前主要的研究热点集中在两个方面，一方面从径流形成原理及大尺度水文的角度研究和分析人类活动对洪水预报成果影响的方式、方法及影响程度；另一方面从工程实践的角度在人类活动影响条件下如何提高洪水预报精度，包括模型参数率定方法和误差实时校正策略。总体上这些研究成果定性研究多，定量研究少；影响程度研究多，实践应用少；局部解决方案多，整体解决方案少。
[0005]人类活动影响条件下的洪水预报实际作业精度受多个环节的影响，包括历史资料还原及处理、洪水预报模型参数率定、水情站网配置、人类活动影响处理、误差实时校正等多个环节。本发明以三水源新安江模型为基础针对湿润地区从工程实践应用的角度提出了一种人类活动影响条件下的洪水预报方法，该方法在定性的基础上定量地对人类活动影响进行了评估和分析，并针对各种影响因素采取了不同的处理策略和方法，具有实践性较强、方法系统完整等特点。
【发明内容】
[0006]目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种人类活动影响条件下洪水预报方法，用以提高人类活动影响条件下流域洪水预报精度，从而提高水库调度精细化水平。
[0007]技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种人类活动影响条件下洪水预报方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1)历史资料分析处理:根据历史资料情况进行整理、还原及预处理；
步骤2)人类活动影响分析:根据人类活动影响因素进行分类处理；
步骤3)方案编制和实时预报:应用优化方法进行模型参数初选，对于大型水库的调蓄及模型计算的初值按照人类活动影响的方式进行设定或者根据规律进行初定。
[0008]所述步骤1)历史资料分析处理，具体是指:
针对特定流域，首先收集历史水雨情资料，同时对于历史资料范围内的站网变更情况、测站迀建情况、测站故障情况进行统计整理，根据流域水系情况进行洪水资料摘录及雨洪对应分析，采用临近站替代、周围站加权平均置换、报汛站校正一系列方法进行水雨情资料的还原、展延、插补及整理，保持资料前后的一致性及准确性。
[0009]所述步骤2)人类活动影响分析，具体是指:
对流域水雨情资料收集时间范围内的人类活动影响因素进行调查统计，在对特定流域进行整理分析的基础上，将人类活动影响归结为三类:
第一类属于大型水库，这类水库控制面积较大，水库具较强的调节能力，电站装机容量也较大并在区域电网中承担了一定的调频调峰任务，其蓄泄规律性较差，同时对各种量级的洪水均产生影响；这类水库建设有比较完备的水调自动化系统，通过电网接入其发电计划及出库流量能对其控制的流域面积以下产生较好的洪水预报应用效果；
第二类属于流域内中小水库，这类水库数量略大，通常属于地方管理，水库具有一定的调节能力，对中小洪水的预报精度有较多的影响，在现有条件下通常无法获得其水库运行信息，但其蓄泄具有一定的规律性，可将多个水库联合起来采用虚拟水库的方式模拟其运行规则；
第三类属于小水库和塘坝类，这类工程设施调蓄能力较小，但是数量众多，分布区域较为广泛，对小洪水以及汛初的第一场洪水影响较大，这类影响可以通过人为设定初始参数进行处理。
[0010]所述步骤3)方案编制和实时预报，具体是指:
针对特定流域，在资料整理及还原的基础上，结合人类活动影响情况的调查分析结论，分子流域及单元进行模型参数率定，形成参数率定成果后，根据当前流域站网情况进行站网设置，进行实时洪水预报。
[0011]有益效果:本发明提供的人类活动影响条件下洪水预报方法，针对特定流域，在资料整理及还原的基础上，结合人类活动影响情况的调查分析结论，分子流域及单元进行模型参数率定，形成参数率定成果后，根据当前流域站网情况进行站网设置，进行实时洪水预报。通过分析人类活动影响条件下洪水预报作业精度的各项因素，在定性的基础上进行定量标准划分，并针对性地采取处理策略和方法，形成了一种人类活动影响条件下洪水预报方法，有效地提高了洪水预报作业精度。
【附图说明】
[0012]图1为三水源新安江模型的流程图； 图2为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
[0014]在洪水预报中应用得最为广泛的是概念性水文模型，其中新安江模型由于概念清晰及适应性强，在工程实践中得到了最为广泛地应用，本方法应用的水文预报模型是三水源新安江模型。
[0015]新安江模型是一个完整的降雨径流模型，其产流部分是蓄满产流模型。可以用于湿润和半湿润地区。当流域面积较小时，新安江模型采用集总模型，面积较大时，采用分单元模型。其重要特点是三分，即分单元，分水源，分阶段。分单元是把整个流域划分成为许多单元，这样主要是为了考虑降雨分布不均匀的影响，其次也便于考虑下垫面条件的不同及其变化；分水源是指将径流分成为三种成分，即地表、壤中、地下，三种水源的汇流速度不同，地表最快、地下最慢；分阶段是指将汇流过程分为坡面汇流阶段和河网汇流阶段，原因是两个阶段汇