柏叶口水库洪水预报方案
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第３ （ 期 总第 １ １ ） ８期
２ １ 年 ８月 ０１
山西水 利科 技
ＳＨＡＮＸＩＨＹＤＲｏＴＥＣＨＮＩ ＣＳ
Ｎ ．（ ０ａ Ｎ ．８ ） ｏ３ Ｔ ｔ ｏ１ １ ｌ
Ａｕｇ２ ． ０１ １
１０ — １９ ２ １ ）３ １— ２ ０ ６ ８ ３ ｒ０ １０ — ４ ０
区， 海拔高 、 气温低 、 雨量充 沛 、 水草 丰盛 、 森林茂密 ， 山西 是
省 最 大 的森 林 区 ， 岔 口站 系 列 资 料 分 析 ， 流 域 径 流 充 沛 ， 从 本
四季基流不 断。 其洪水 由暴雨形成 ， 多发于汛期 ， 由于汇流坡
度较陡 ， 洪水 陡涨 陡 落 ， 洪水 过 程 线 多 表 现 为尖 瘦 型 。 ２ 模 型 选 择
中图分类号 ：３ ８ Ｐ ３
文献标识码 ： Ｂ
柏叶 口水库是列入 国家 “ 十一五” 水库建设规划 的项 目， 也是 山西省重点建设 的水源项 目之一。柏叶 口水库位于山西
域实 时降雨过程预报进人柏叶 口水库的洪水 过程 ， 降雨到 从 洪水需经历流域产流 、 流域 汇流 、 河道汇流 、 水库调节等几个 中间环 节 ，每个环节 都有多种备选 的确定性概念模 型供选
源 ， 学 有效 地 进 行 水 库 调 度 管 理 ， 立 洪 水 实 时 预 报 系统 科 建
和数学 函数与逻辑判断组成 。 模型参数 则是 区别不同流域水
文 特征的一组待定 常数 ， 一般分为三类 ： 一是 具有确定物理
意义， 可用 量测或物理实验 与物理关 系推 求的参数 ： 二是具
（ ） 果 流 域 位 于湿 润 地 区 ， 不 必 过 于挑 选 模 型 ， １如 就 因为 在 这 样 的 流 域 ， 单 模 型 与复 杂 模 型 可 以取 得 同 样 的 预 报 效 简 果 。但 是 ， 于 干旱 和半 干旱 流 域 ， 型需 要仔 细挑 选 ， 是 对 模 这
河 流域植被覆盖率较 低 。水库所 在区域属 温凉半湿润气 候
择， 选择是否合理将 影响预报结果的精度 。
确定性 概念模 型是根据水文循环概念 ， 采用合理推理和 科学概化方法 ， 对流域水文现象 的各个具体环节进行数学模 拟 ，建立一 系列数理方程组用 以模拟流域系统的径流输 出。
模 型包 括 模 型 结 构 和模 型参 数 两 部 分 。前 者 是指 降雨 径 流 过
模拟洪水 总量 、 洪峰 、 峰现时间误差 最小和确定性 系数最大 为 目标函数 ， 析定量第二 、 分 三类参数 。 这一过程称为参数的
率定 和识别 。
２ ． 流 域 产 流模 型 的 选择 ２
干流上 ， 其坝址 以上 有两大支 流中西河 和葫芦 河 ， 源于交 发
城 县 西 北 关 帝 山 ， 制 流 域 面 积 ８ ５ｋ 流 域 为 扇 形 状 ， 控 ７ ｍ ， 支 沟 较 为 发 达 ， 域 内 以 变 质 岩 为 主 ， 河 道 两 侧 为第 四 纪 冲 流 主
有 一 定 物 理 意 义 ， 以介 定 其 值 域 的 半 经 验 参 数 ； 是 纯 经 可 三
是 十分必要 的。 １ 柏叶口水库上游产 汇流 自然条件 柏 叶 口水 库位于交城县会 立乡柏 叶 口村上游 的文峪河
验性参数 。模型结构确定后 ， 以流域 已有的降雨、 径流蒸发资 料为输入 ， 固定第一类参数 的前提下 ， 在 用系统分析方法 ， 以
柏 叶 口水库洪水预报应采用降雨径流途径 ， 即根据全流
模 拟久旱之后 的湿润地 区流域径流 ， 也是显式计算土壤 含水
世界气象组织（ ＷＭＯ） 后 两 次 从 世 界 范 围 内 的不 下 百 先
洪积物覆盖 。 两侧山间林木茂密 ， 以天然针叶林为主 ， 林地边
缘 杂灌 丛 生 ， 比较 而 言 ， 芦 河 主 河 道 较 中西 河 宽 阔 ， 芦 相 葫 葫
种流域水文模 型中选 出部分具有代 表性 的模 型进行过统一 标准 的检验 。水利部水文局 １９ 年对 国内的流域水文模 型 ９２ 做过类似检验。所得结论基本相同 ， 即：
２１ 水 文模 型 的选 择 旱 、
半 干 旱地 区 的差 异 要小 些 。
（ ） 于 干 旱 、 干 旱 地 区 ， 般 说 来 ， 式 计 算 土 壤 湿 ２对 半 一 显
度的复杂模 型要 比隐式计算土壤含水量 的简单模型效果好 ；
程 中产 流 、 汇流各主要阶段水文物理现 象之 间数学模 拟的推 演关 系和概念特点 。它 由一系列 的物理方程 、 简化物理方 程
矛盾 ， 同时 ， 也可改善柏 叶 口至文峪河 水库 区间河 道水生态 环境 ， 向文峪 河水库下游提供 ０５ ３ 生态基流 ， ．１ｍ／ ｓ 对文 峪河
水库下游河道生态环境将起到积极的改善作用 。 了施工安 为 全度 汛以及建成后更好 地发挥水库 效益 ，合 理地利用水 资
省 吕梁市交城县 的文峪河干流上 ，水库总库容 ９７ ２万 ｍ 。 １ 最大坝高 ８ － ｍ，以坝最低趾板底为相对高程 的零点计算 ， ８３
正常蓄水 的相对高程为 ８ ． ｍ， ３ 防洪 限制水位 为 ７ ． ｍ。坝 ０ ８ ０ 顶相对高程为 ８ ． ｍ。 ８３ 水库是以防洪、 城市及工业供水 、 灌溉 为主 ， 顾发 电、 兼 养殖等综合利用的中型水库 。水库建 成后 ， 将会对当地产生显著的经济效益 和社会效益 。 通过与文峪河 水库联合运用 ， 既可大大缓解本地区城市生活及工业用水的
柏 叶 口水 库 洪水 预 报 方 案
吴 楠
（ 山西省柏叶 口水库建设管理局 太原 ０ ００ ） ３０ ２
摘
要： 根据柏叶 口水库所在流域特点选择适合 的水文模型与产汇流模型 ， 并论娑 了应如何
选定洪水预报 方案及如何率定模型 的参数。
关键词 ： 洪水 预报 ； 型 ； 流 ； 流 模 产 汇
２ １ 年 ８月 ０１
山西水 利科 技
ＳＨＡＮＸＩＨＹＤＲｏＴＥＣＨＮＩ ＣＳ
Ｎ ．（ ０ａ Ｎ ．８ ） ｏ３ Ｔ ｔ ｏ１ １ ｌ
Ａｕｇ２ ． ０１ １
１０ — １９ ２ １ ）３ １— ２ ０ ６ ８ ３ ｒ０ １０ — ４ ０
区， 海拔高 、 气温低 、 雨量充 沛 、 水草 丰盛 、 森林茂密 ， 山西 是
省 最 大 的森 林 区 ， 岔 口站 系 列 资 料 分 析 ， 流 域 径 流 充 沛 ， 从 本
四季基流不 断。 其洪水 由暴雨形成 ， 多发于汛期 ， 由于汇流坡
度较陡 ， 洪水 陡涨 陡 落 ， 洪水 过 程 线 多 表 现 为尖 瘦 型 。 ２ 模 型 选 择
中图分类号 ：３ ８ Ｐ ３
文献标识码 ： Ｂ
柏叶 口水库是列入 国家 “ 十一五” 水库建设规划 的项 目， 也是 山西省重点建设 的水源项 目之一。柏叶 口水库位于山西
域实 时降雨过程预报进人柏叶 口水库的洪水 过程 ， 降雨到 从 洪水需经历流域产流 、 流域 汇流 、 河道汇流 、 水库调节等几个 中间环 节 ，每个环节 都有多种备选 的确定性概念模 型供选
源 ， 学 有效 地 进 行 水 库 调 度 管 理 ， 立 洪 水 实 时 预 报 系统 科 建
和数学 函数与逻辑判断组成 。 模型参数 则是 区别不同流域水
文 特征的一组待定 常数 ， 一般分为三类 ： 一是 具有确定物理
意义， 可用 量测或物理实验 与物理关 系推 求的参数 ： 二是具
（ ） 果 流 域 位 于湿 润 地 区 ， 不 必 过 于挑 选 模 型 ， １如 就 因为 在 这 样 的 流 域 ， 单 模 型 与复 杂 模 型 可 以取 得 同 样 的 预 报 效 简 果 。但 是 ， 于 干旱 和半 干旱 流 域 ， 型需 要仔 细挑 选 ， 是 对 模 这
河 流域植被覆盖率较 低 。水库所 在区域属 温凉半湿润气 候
择， 选择是否合理将 影响预报结果的精度 。
确定性 概念模 型是根据水文循环概念 ， 采用合理推理和 科学概化方法 ， 对流域水文现象 的各个具体环节进行数学模 拟 ，建立一 系列数理方程组用 以模拟流域系统的径流输 出。
模 型包 括 模 型 结 构 和模 型参 数 两 部 分 。前 者 是指 降雨 径 流 过
模拟洪水 总量 、 洪峰 、 峰现时间误差 最小和确定性 系数最大 为 目标函数 ， 析定量第二 、 分 三类参数 。 这一过程称为参数的
率定 和识别 。
２ ． 流 域 产 流模 型 的 选择 ２
干流上 ， 其坝址 以上 有两大支 流中西河 和葫芦 河 ， 源于交 发
城 县 西 北 关 帝 山 ， 制 流 域 面 积 ８ ５ｋ 流 域 为 扇 形 状 ， 控 ７ ｍ ， 支 沟 较 为 发 达 ， 域 内 以 变 质 岩 为 主 ， 河 道 两 侧 为第 四 纪 冲 流 主
有 一 定 物 理 意 义 ， 以介 定 其 值 域 的 半 经 验 参 数 ； 是 纯 经 可 三
是 十分必要 的。 １ 柏叶口水库上游产 汇流 自然条件 柏 叶 口水 库位于交城县会 立乡柏 叶 口村上游 的文峪河
验性参数 。模型结构确定后 ， 以流域 已有的降雨、 径流蒸发资 料为输入 ， 固定第一类参数 的前提下 ， 在 用系统分析方法 ， 以
柏 叶 口水库洪水预报应采用降雨径流途径 ， 即根据全流
模 拟久旱之后 的湿润地 区流域径流 ， 也是显式计算土壤 含水
世界气象组织（ ＷＭＯ） 后 两 次 从 世 界 范 围 内 的不 下 百 先
洪积物覆盖 。 两侧山间林木茂密 ， 以天然针叶林为主 ， 林地边
缘 杂灌 丛 生 ， 比较 而 言 ， 芦 河 主 河 道 较 中西 河 宽 阔 ， 芦 相 葫 葫
种流域水文模 型中选 出部分具有代 表性 的模 型进行过统一 标准 的检验 。水利部水文局 １９ 年对 国内的流域水文模 型 ９２ 做过类似检验。所得结论基本相同 ， 即：
２１ 水 文模 型 的选 择 旱 、
半 干 旱地 区 的差 异 要小 些 。
（ ） 于 干 旱 、 干 旱 地 区 ， 般 说 来 ， 式 计 算 土 壤 湿 ２对 半 一 显
度的复杂模 型要 比隐式计算土壤含水量 的简单模型效果好 ；
程 中产 流 、 汇流各主要阶段水文物理现 象之 间数学模 拟的推 演关 系和概念特点 。它 由一系列 的物理方程 、 简化物理方 程
矛盾 ， 同时 ， 也可改善柏 叶 口至文峪河 水库 区间河 道水生态 环境 ， 向文峪 河水库下游提供 ０５ ３ 生态基流 ， ．１ｍ／ ｓ 对文 峪河
水库下游河道生态环境将起到积极的改善作用 。 了施工安 为 全度 汛以及建成后更好 地发挥水库 效益 ，合 理地利用水 资
省 吕梁市交城县 的文峪河干流上 ，水库总库容 ９７ ２万 ｍ 。 １ 最大坝高 ８ － ｍ，以坝最低趾板底为相对高程 的零点计算 ， ８３
正常蓄水 的相对高程为 ８ ． ｍ， ３ 防洪 限制水位 为 ７ ． ｍ。坝 ０ ８ ０ 顶相对高程为 ８ ． ｍ。 ８３ 水库是以防洪、 城市及工业供水 、 灌溉 为主 ， 顾发 电、 兼 养殖等综合利用的中型水库 。水库建 成后 ， 将会对当地产生显著的经济效益 和社会效益 。 通过与文峪河 水库联合运用 ， 既可大大缓解本地区城市生活及工业用水的
柏 叶 口水 库 洪水 预 报 方 案
吴 楠
（ 山西省柏叶 口水库建设管理局 太原 ０ ００ ） ３０ ２
摘
要： 根据柏叶 口水库所在流域特点选择适合 的水文模型与产汇流模型 ， 并论娑 了应如何
选定洪水预报 方案及如何率定模型 的参数。
关键词 ： 洪水 预报 ； 型 ； 流 ； 流 模 产 汇