基于分布式水文模拟的三峡区间洪水预报(Ⅰ)——模型构建及验证.pdfVIP

第28卷第1期 水文 V01．28No．1 OFCHINAHYDROLOGY 2008年2月 JOURNAL Feb．，2008 基于分布式水文模拟的三峡区间洪水预报(I) ——模型构建及验证 许继军1，一，杨大文-，蔡治国，，金勇1 (1．清华大学水利系 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(筹)，北京100084； 2．长江科学院，湖北 武汉430010；3．长江三峡工程开发总公司，湖北宜昌443000) 摘要：长江三峡区间因暴雨形成的洪水峰高量大。对三峡水库的防洪安全争运行调度的影响很大。本论文依据三峡地区 的地形地貌特征，采用基于GIS的机理性分布式水文模型，来模拟三峡区间入库洪水，以尽量减少洪水预报中的不确定 性。利用近期建成的78个自动雨量站网监测的小时降雨信息作为模型的输入，对模型参数进行了率定和验证，结果表明： 大多数洪水过程的模拟精度较好。但也有的模拟结果较差。其中降雨信息缺失是洪水预报不确定性的主要来源。 关键词：长江流域；三峡区间；洪水预报；分布式水文模型 中圈分类号：P338*．9 文献标识码：A 文章编号：1000-0852(2008)01-0032-06 够体现多山地区的地形地貌差异性。本文将基于流域空间的地 1前言 宜昌至重庆之间的三峡区间。干流河道长658km。面积约Model)来构建分布式水文模型，并利用现有的自动遥测雨量站 55097km2，多年平均年降水量l200ram左右。区间地形复杂、网监测数据，对模型参数进行率定及验证。后续论文将介绍雷达 地貌条件变化大。降水主要集中在6～9月的主汛期，暴雨频繁 测雨数据与该模型的结合．以减少洪水预报中的不确定性。 且强度大。虽然区间面积仅占宜昌站控制面积的5．6％，但区间 2基础数据 暴雨形成的洪峰总量超过10000m3，s的洪水经常发生【I】。在个 别年份的洪水期。甚至超过20000m3，s。几乎占宜昌站流量的 l，3。例如1982年7月区间暴雨形成的洪峰流量达31400m3／s， 模型)。土地利用分类图来源于USGS的全球土地利用分类数据 1998年也达到21700m3／s，2000年达20200m3／s。三峡区间两 岸支流流程短、坡度大，汇流迅速。三峡工程建成蓄水后，区间 度是lkm。依据三峡地区的特点，将原USGS的24种土地利用 形成的洪水将直接注入水库，对水库的安全及运行影响很大， 类型重新归为7类，分别为水体、城镇、森林、农田、坡地、草地和 因此加强区间洪水预报能力是十分必要的。随着三峡工程梯级 灌木。其中森林和灌木占37％，主要集中在东部，而在西部则以 水库调度自动化系统的建设．至2005年底原有的依靠人工报 水稻等灌溉农田为主，约占38％，另外旱作的山坡地占22％，见 汛方式的水文站及雨量站．已逐渐装备和更新为具有自动遥测 图l。植被分布和季节变化用逐旬的植被叶面指数(LAI)来表 功能的监测系统。能够为三峡水库调度提供实时数据，大大地 提高了水文预报的时效性，这也为加强区间洪水实时预报打下 来估算的。土壤分类源于国际粮农组织和联合国科教文组织 了基础。 相对于传统的集中式概念性水文模型而言．首先分布式水 此全球土壤分类图中．给出表土层的有效土壤厚度一共分为6 文模型采用具有明确物理意义的数学物理方程来描述水文过程 的各个环节，能够反映不同下垫面单元的水文响应特性；其次在 300cm，本次计算将此厚度重新调整为4级，分别为：lm，2m。 实际应用中与GIS技术相结合，利用DEM(数字地形模型)、土 壤、土地利用类型、植被等地理信息来构建流域的空间模型。能 WWW．daac．ornl．gov)o 收稿日期：2007-02-25 基金项目：清华大学“百名人才引进计划”基金，水利部948项目(2