三峡区间入库洪水实时预报系统研究-水科学进展.PDF

第 14 卷 第 6 期 水 科 学 进 展 Vol14 ,No 6 2003 年 11 月 　 ADVAN CES IN WA TER SCIEN CE 　 Nov . , 2003 　 三峡区间入库洪水实时预报系统研究 王船海 , 郭丽君 , 芮孝芳 , 孔凡哲 (河海大学水资源环境学院 , 江苏 南京 　2 10098) 摘要 : 三峡区间的数字流域水系模型采用基于格网型的数字高程模型坡面流模拟方法和处理 “洼地”的最短流程法 构建 , 并以新安江模型为基础建立具有诸多特点的三峡区间流域水文模型 ; 以水动力学理论为基础建立考虑水利 工程影响的河川型水库洪水演进模型 , 并实现这两者的有机耦合 。在 GIS 平台上 , 将三峡区间流域水文模型 、库 区洪水演进模型和流域水系生成模型在底层集成 , 研制了功能先进和完善的三峡水库实时洪水预报系统 。该系统 已安装在三峡总公司梯级水库调度中心 , 投入试运行 。 关 　键 　词 : 三峡 ; 入库水量 ; 洪水演算模型 ; 地理信息系统 ; 实时洪水预报 ( ) 中图分类号 : P3389 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 100 1679 1 2003 0667705 长江三峡工程于 2003 年开始蓄水 , 同时第一台机组开始发电。随着水库蓄水位的逐步抬高 , 三峡大坝以 上水域将逐步变深 、变宽 , 回水末端不断上溯 , 淹没面积不断扩大 。被淹没的面积将由原来的陆地变成水面 , 库区将由原来的河道变成河川型水库 。这些情况的改变 , 必将影响到三峡区间面积的产汇流规律和库区的洪水 运动规律 。本文采用数字高程模型与新安江模型相结合的方法建立三峡区间流域水文模型 , 采用水动力学方法 ( ) 建立三峡库区洪水演进模型 , 在地理信息系统 GIS 支撑下 , 集成为三峡水库实时洪水预报系统 。 ( ) 1 　流域水系生成模型 WDN GM 构建流域洪水预报模型时 , 要求确定子流域面积 、子河段汇流长度及雨量站权重等前处理工作 , 往往 占用 大量时间 , 且手工计算精度不高 , 当雨量站数量 、位置发生变化 , 要求雨量站及其权重作相应的调整时 , 更是 如此 。此外 , 目前常用的按雨量站权重划分单元流域的方法 , 也存在明显的不合理之处 。 采用 O ’Callaghan 和 Mark [ 1 ] 提出的基于格网型 D EM 的坡面流模拟方法 , 建立了三峡区间数字流域水系 模型[2 ] , 具体步骤如下 : ( 1) 网格型数据的获取 　利用 GIS 软件将地面高程信息数字化 , 并将其转化为规则格网型 D EM 数据 。 (2) 网格点方向阵的生成 　计算网格点高程与其相邻 8 个网格点的高程坡 度 , 根据最大坡度原则 , 确定当前网格点的流向 , 并以 1 , 2 , 3 , , 8 予以 ( ) 标注 图 1 。在计算坡度时应考虑网格单元长宽尺寸的不同。 由于在实际地形中存在洼地 , D EM 的网格精度与高程精度也有限制 , 总会 有一