飞来峡水利枢纽基于dem的分布式流域水文预报模型

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1、第48卷第3期甘肃水利水电技术Vo1．48。No．32012年3月GA1叮WATImRKSOURCESANDHYDROPOWER'rFA2HNOLOGYMar．．2012·水文水资源·飞来峡水利枢纽基于DEM的分布式流域水文预报模型廖燕芬(广东省飞来峡水利枢纽管理处，广东清远511825)摘要：利用飞来峡水利枢纽建库运行后的水文资料，建立基于DEM的分布式水文预报模型，对参数进行率定，并进行预报模拟。从模拟结果看，模型确定性系数、洪峰相对误差、径流总量相对误差等指标基本在可接受范围内，对大部分场次洪水的预报精度较好。洪峰流量合格率也较好，但整体上对洪峰的模拟值偏低，预报精度有

2、待进一步提高。今后随着资料的不断延长和积累，对参数进行重新率定，其预报结果可应用于预报作业中。关键词：分布式水文模型；数字高程模型(DEM)；洪水预报；飞来峡水利枢纽中图分类号：P338+．9文献标志码：A文章编号：2095—0144(2012)03—0001—04飞来峡水利枢纽位于北江干流中下游的清远辖1．2地下土壤区，上距英德市50km，下距清远市33km，坝址控制地下土壤的蓄水能力用，实际蓄水量用．s。流域34097km2，占北江流域面积的73％。枢纽是以假定流域产流机制为蓄满产流，降水P落在地表后防洪为主，兼航运、发电等综合效益，与北江大堤、淆会直接进入地下土壤。与地

3、下土壤蓄水量有关的物江滞洪区共同组成北江中下游防洪工程体系，通过理过程还包括蒸散发E，地下水入流QIs．m，地下水堤库联合调度。提高广州、佛山、清远等珠三角地区出流Q与相似，Q也是各个相邻栅格的地的防洪减灾能力，将北江大堤防洪能力由100年一下水出流量之和，即Qsi．Qs，。遇提高到30o年一遇。但飞来峡水库纳入连江高道、1．3地表干流白石窑、瀚江长湖等支流来水，库区汇水面积仅对某些位于低洼处的栅格。在某一时刻汇入土70km2，并且水库库区属于河道型水库，动库容的影壤的水量会超过其缺水量(．s)。假设来水量使土响相当大。导致洪水预报和水库调度的难度大。如何壤蓄满后。剩余部分冒

4、出地面形成浅层地表水。浅层做好水库的洪水预报。提高预报的精度是关键问题。地表水在重力的作用下产生坡面流，逐渐汇人河道。本文利用实测降水径流资料，基于DEM建立了分布浅层地表水体积Js其产生的流量为Qp。式水文预报模型进行洪水预报，预报结果基本可用。土壤未蓄满、蓄满后如图1、2所示。1水文物理过程概化基于DEM的网格产汇流计算是流域分布式水文预报方案的核心。它将应用于流域表面的每一个基于DEM的网格单元上。在DEM的每一个栅格上，假设有3种不同的蓄水单元，即河道、地下土壤和地表。1．1河道位于栅格单元上的每段河道，其上下游断面处的流量分别记为和Q。每个栅格周围都有，8个栅格。也

5、许只有一个栅格的高程比当前栅格的高程高，也可能有几个，上游流量Q．m实际上是比当前栅格i高程更高的各个相邻栅格上的河道出流量之(1)S~-'O和，即Ql血=，。图1(未蓄满)模型物理过程示意收稿日期：2012—03—29作者简介：廖燕芬(1978一)，女，广东人，工程师，主要从事水利工程运行调度和水文情报预报。2012年第3期甘肃水利水电技术第48卷△A、△z——分别表示栅格面积和计算时段：栅格点的降水量；QS—一栅格点地下水人流量。如果计算出来的土壤蓄水量S(￡)大于该点的土壤蓄水能力山那么就认为超出地表的地下水就会冒出地面变成浅层地表水，浅层地表水体积就会增加。计算式如下

6、：lsP，(f)=IsPli(f一△f)+max(【)一s】，0}⋯I(f)=min[St(t)，s眦，】(2)sP>O式中：

7、s广浅层地表水增加量。图2【蓄满)模型物理过程示意2．4坡面流计算浅层地表水在重力的作用下会产生坡面流，从2栅格单元产流模型两侧逐渐汇人河道。采用线性水库方法来计算坡面2．1蒸散发流流速：每栅格蒸散发的计算公式为：Qp,i(￡)=sp，,(t)／Tp(5)砉鹧’(1)式中：QD__啵面流流速；式中：E卜栅格点的蒸散发量；一时间常数，反映浅层地表水水流特性。2．5河道流量演算卜栅格的空间位置；栅格上的每段河道的流量演算采用马斯京根Is广一栅格点的实际蓄

8、水量；法，即S广地下土壤的蓄水能力；卜该点的蒸散发能力，由当地气象资料Q』()=：c1Q_mj(t)+c1Q_m』(t—)+(1-’c1-_c2)Qj(￡—)来估计，计算方法参见相关文献⋯。(6)式中：CI-,c厂演算系数，取值都在0和1之间。2．2地下水出流地下水出流速率不仅与土壤蓄水量有关。也与在坡面流Q存在的情况下，式(6)应为：地下水力学坡度有关。假定水力学坡度可用地表坡Qdnj(t)=cl[Q_mO)+Q()]+c2[Q_m(￡—．△￡)+QO—度近似。则计算每个栅格的地下水出流的近似公式At