【正文】 處，控制流域面積 4719 平方公里，是以發(fā)電為主，兼顧防洪、航運(yùn)、城鎮(zhèn)工業(yè)及生活供水、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。1967年，國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)主席杜格教授在美國(guó)馬里州大學(xué)作了《水文系統(tǒng)的線性理論》的專題講座，并于 1979 年 11 月來(lái)我國(guó)就此進(jìn)行了講學(xué)，全面闡述了系統(tǒng)理論對(duì)于水文學(xué)的適用性，完整地介紹了系統(tǒng)理論的基本概念，用系統(tǒng)研究的方法將水文學(xué)的推理公式、等流時(shí)線、S－曲線、馬斯京根法、流域水文模型等都用系統(tǒng)理論貫穿起來(lái)，總結(jié)了響應(yīng)函數(shù)離線識(shí)別的 10 余種方法，并對(duì)識(shí)別中出現(xiàn)的單位線振蕩問(wèn)題作了研究和討論。薩克拉門托流域水文模型是美國(guó)天氣局于 70 年代初期在第 IV 號(hào)斯坦福模型基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展起來(lái)的，是集總參數(shù)型的連續(xù)運(yùn)算的確定型流域水文模型，是用一系列具有一定物理概念的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述的概念性模型，是以土壤含水量貯存、滲透、排水和蒸散發(fā)特性為基礎(chǔ)來(lái)模擬水文循環(huán)的綜合河川徑流流域模型。1980 年，具體負(fù)責(zé)模型對(duì)比檢驗(yàn)工作的 博士發(fā)表了題為《 我們今天能夠模擬降雨徑流過(guò)程嗎?》的論文?？旖轀?zhǔn)確的水情信息不但可以提高預(yù)報(bào)精度，同時(shí)將會(huì)對(duì)洪水預(yù)報(bào)模型結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以及參數(shù)再率定起到重要的作用。4．實(shí)現(xiàn)洪水的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度。寒口、桂東、新坊、沙田、樟溪、花木橋、四都、南洞、汝城、龍虎洞、延壽、連坪、黃草、龍溪、秀里山、清江、興寧、大東江等 18 個(gè)雨量站站點(diǎn)分布如圖 所示，到目前為止，18 個(gè)站點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)了水情自動(dòng)測(cè)報(bào)。 東江水庫(kù)入庫(kù)洪水介紹本文將對(duì) 19962022 年的大洪水（入庫(kù)流量大于 1000m3/s，因東江水庫(kù)為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，故小洪水不至于給防洪帶來(lái)威脅） ，進(jìn)行雨洪特性分析，為洪水預(yù)報(bào)和調(diào)度打下基礎(chǔ)。峰與峰之間間隔歷時(shí)不超過(guò) 2 天，此類洪水的特點(diǎn)是洪水總量大，歷時(shí)長(zhǎng)。0 39。無(wú)因次單位線乘上地面徑流深再乘上流域面積就得到出流過(guò)程了。如度。本文將參數(shù)率定分為產(chǎn)流參數(shù)率定和分水源參數(shù)及單位線兩個(gè)階段，并分別采用不同的目標(biāo)函數(shù)作為評(píng)定誤差的標(biāo)準(zhǔn)。1．當(dāng) 時(shí)0?PE BttWMFR???1)( （2ttt tt FRSGSK/)(*01????9a）2．當(dāng) 時(shí)，如果 ，則0?PEMAUPE? （2tt ttEXt FRGSRPEiSFKGRi PEimpFRSMAUPSPES/)(*/ *])1()[(1 1???? ????????????9b）3．當(dāng) 時(shí)，如果 ，則0?MAU? （2tt ttt FRGSRPEiSFKGRi PEimpSS/)(*/*)(1 ?????9c）式中 KKS—自由蓄水庫(kù)壤中流出流系數(shù)； KG—自由蓄水庫(kù)地下徑流的出來(lái)系數(shù)； FRt—時(shí)段平均產(chǎn)流面積；SMM—自由蓄水庫(kù)最大的點(diǎn)蓄水容量， SMEXS*)1(?? 流域匯流模型新安江三水源模型將流域匯流分為河網(wǎng)總?cè)肓骱秃泳W(wǎng)匯流兩個(gè)階段，其總徑流分為地面徑流、壤中流、地下徑流三種成分。該模型流域匯流分為坡面匯流和河網(wǎng)匯流兩種，分別采用地面單位線和河槽匯流系數(shù)法計(jì)算。以上第二、三洪水為東江入庫(kù)大洪水的主要類型。根據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》對(duì)編制洪水預(yù)報(bào)方案所使用的資料的要求，并結(jié)合東江流域水文資料的實(shí)際情況，選定 28 場(chǎng)雨洪資料用于洪水預(yù)報(bào)方案的評(píng)定與檢驗(yàn)，其中 19962022 年共 25 場(chǎng)資料用于模型精度評(píng)定，20222022 年共3 場(chǎng)資料用于模型精度檢驗(yàn)。23′~26176。同時(shí)，要求系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸處理快捷準(zhǔn)確，模型結(jié)構(gòu)合理且算法穩(wěn)定、界面友好易于操作、程序結(jié)構(gòu)清晰便于維護(hù)升級(jí)等。1987 年，葛守西在《產(chǎn)匯流兩階段校正和參數(shù)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)算法的實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型》一文中，創(chuàng)建了一個(gè)新的動(dòng)態(tài)模型，在產(chǎn)流預(yù)報(bào)中以蓄滿產(chǎn)流模型的卡爾曼濾波算法進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，在匯流預(yù)報(bào)中采用一般線性匯流模型衰減記憶動(dòng)態(tài)識(shí)別方法并配合匯流模型的動(dòng)態(tài)判類、分類對(duì)預(yù)見(jiàn)期的參數(shù)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，并于 1993 年對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，采用模糊分類和模糊模式識(shí)別的算法改進(jìn)了分類處理技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了分布式產(chǎn)流的卡爾曼濾波算法，此算法在嘉陵江三流域上建模獲得成功 [23][24]。王厥謀等(1987)指出了 TLR 模型和 LPM 模型以及約束線性系統(tǒng)模型(CLS)的缺陷，并將新安江概念模型與 CLS 模型結(jié)合起來(lái)，提出了綜合約束線性系統(tǒng)模型(SCLS)，并建立了一個(gè)通用計(jì)算機(jī)程序包，開(kāi)始在我國(guó)實(shí)際應(yīng)用 [18][19]。概念性模型在一定程度上考慮了系統(tǒng)的物理過(guò)程，力圖使其數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)有明確的物理概念。1938 年，(Snyder)在文獻(xiàn)《綜合單位線》中，提出了對(duì)短缺資料地區(qū)使用綜合單位線進(jìn)行匯流計(jì)算的預(yù)報(bào)方法。非工程措施通常包括：加強(qiáng)防洪設(shè)施管理，保證防洪設(shè)施的防洪能力；在工程設(shè)施中充分考慮適應(yīng)洪水短暫淹沒(méi)的措施，以盡可能減少洪災(zāi)損失；建立健全通訊系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)；改進(jìn)和發(fā)展洪水預(yù)報(bào)技術(shù)，提高防洪調(diào)度水平等。3．實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)能自動(dòng)形成實(shí)時(shí)洪水調(diào)度預(yù)案，為調(diào)度人員的決策提供多種方案。 being the foundation of realtime flood dispatching。由于工程所處地理位置重要，社會(huì)和自身經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此工程運(yùn)行安全與否，不但影響到收益區(qū)乃至全省的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且也直接關(guān)系到下游人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。由于權(quán)威學(xué)者的推動(dòng)，系統(tǒng)理論的應(yīng)用進(jìn)入了加速發(fā)展時(shí)期。該模型功能較完善，能適用于大中流域，又能適應(yīng)濕潤(rùn)地區(qū)和干旱地區(qū)而收到較好的效果 [6]。Neaf認(rèn)為，沒(méi)有一個(gè)水文模型能應(yīng)付所有的水文情況，沒(méi)有一個(gè)模型真正反映了降雨徑流過(guò)程，主要問(wèn)題在于估算面平均雨量的不確定性以及土壤參數(shù)和土壤含水量的變化；而造成模擬誤差較大的原因可能是雨量與流量的觀測(cè)誤差以及面雨量觀測(cè)的誤差；此外，徑流過(guò)程的非線性也可能造成誤差。 3．計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通訊技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于洪水預(yù)報(bào)，將水情信息的采集處理和傳送、洪水預(yù)報(bào)模型的計(jì)算分析、預(yù)報(bào)結(jié)果的發(fā)布以及調(diào)度方案的自動(dòng)生成等若干過(guò)程集成于強(qiáng)大的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)之中。對(duì)預(yù)報(bào)洪水過(guò)程進(jìn)行調(diào)洪演算，分別進(jìn)行規(guī)則調(diào)度模型和預(yù)泄調(diào)度模型的建立和求解。圖 東江水庫(kù)流域圖雨量站觀測(cè)到的降雨量，一般只能代表該站附近較小范圍內(nèi)的降水情況。統(tǒng)計(jì)資料如表 所示：表 東江水庫(kù)入庫(kù)洪水統(tǒng)計(jì)表洪水編號(hào)峰現(xiàn)時(shí)間洪峰流量1000m3/s歷時(shí)1500m3/s歷時(shí)暴雨時(shí)段數(shù)降雨類型地區(qū)組成洪水類型199607111996711 17:00:001748 5 2 8 暴雨 全流域 痩19960802199682 23:00:006963 16 13 10特大暴雨全流域 胖199608301996830 14:00:001239 3 0 4 暴雨 擺動(dòng) 痩199705161997516 8:00:001851 5 2 2 暴雨 全流域 痩19970704199774 23:00:001700 4 1 2 暴雨 上游 痩199707101997710 14:00:001737 25 3 12 持續(xù) 擺動(dòng) 胖19970804199784 02:00:001018 1 0 3 連陰雨 上游 痩19970902199792 20:00:002222 6 3 5 暴雨 下游 痩199805111998511 08:00:001374 6 0 5 暴雨 全流域 痩199806191998624 05:00:001939 22 8 10 持續(xù) 全流域 多峰199905261999526 14:00:001610 11 1 7 持續(xù) 下游 胖199909181999918 17:00:001987 18 11 12 連暴雨 擺動(dòng) 胖202208122022812 08:00:001130 2 0 2 暴雨 下游 痩202208252022825 05:00:001700 5 1 4 連陰雨 下游 痩20220902202292 05:00:006570 12 9 6特大暴雨全流域 胖20220509202259 23:00:001097 1 0 3 暴雨 全流域 痩20220604202264 17:00:001153 3 0 4 暴雨 全流域 痩202206132022613 14:00:002597 11 6 6特大暴雨擺動(dòng) 多峰20220707202277 14:00:001400 4 0 6 暴雨 全流域 痩202204102022410 20:00:001255 4 0 8 連暴雨 全流域 痩202206162022616 20:00:003966 18 14 8特大暴雨全流域 多峰20220701202271 20:00:001938 14 3 7 連暴雨 全流域 胖20220807202287 02:00:002022 20 6 11 連暴雨 全流域 多峰202208192022819 17:00:001462 9 0 5 連陰雨 全流域 多峰從上表中的資料可以對(duì)東江水庫(kù)入庫(kù)洪水做如下分析： 雨洪關(guān)系洪水來(lái)源與降雨，不僅與下墊面情況有關(guān)，而且與降雨的時(shí)空分布關(guān)系密切，即跟降雨總量、降雨強(qiáng)度、歷時(shí)以及暴雨中心等有關(guān)，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析可將降雨分為以下幾類：1．持續(xù)性暴雨此類是連續(xù)數(shù)日產(chǎn)生暴雨或大暴雨，暴雨中心先發(fā)生在花木橋以上，而后慢慢向下游移動(dòng)，從而形成長(zhǎng)時(shí)間的大流量，如上表中 19970719990526 洪水即為此類型。由于本次只有大東江水文站的入庫(kù)流量資料，因此不便將流域分塊進(jìn)行調(diào)參。39。圖 新安江三水源模型流程圖壤中流 RSS地面徑流 RS地面徑流總流量 QRS壤中流流 量 QRSS地下徑流流 量 QRG地面徑流總 入 流 TRS不 透 水 面 積產(chǎn) 流 量 RIM輸 入降 雨 P，蒸 散 發(fā) 能 力 EM透 水 面 積不產(chǎn)流面 積1－FR產(chǎn) 流面 積FR產(chǎn) 流 量 R張力水 W上層 WU下層 WL深層 WD自由水蓄水量SEUEDEL輸 出蒸 散 發(fā) E地下徑流RG 產(chǎn)匯流模型參數(shù)率定新安江模型是概念性模型，其參數(shù)是有物理意義的，因此在原則上應(yīng)按其物理意義來(lái)定量，或?qū)崪y(cè)，或?qū)嶒?yàn)。4．多年總水量基本平衡后，再比較每年的徑流，看很干旱的年份與濕潤(rùn)年份有無(wú)系統(tǒng)誤差。雖不及流量過(guò)程線那樣客觀，但其優(yōu)點(diǎn)是它們只反映局部因素，例如有的只反映產(chǎn)流，與匯流無(wú)關(guān)，用它們進(jìn)行優(yōu)選，易于分析判斷誤差的來(lái)源。這實(shí)際上就是飽和坡面流的產(chǎn)流面積不斷變化的問(wèn)題，故還是采用拋物線來(lái)表示自由水蓄水容量曲線，其曲線方程是： EXSMFf)1(??求得： （2S*?7）與 S 值相應(yīng)的縱坐標(biāo)值 AU 為： （2])1([1EXSAU???8）式中： EX—自由水蓄水庫(kù)的蓄水容量曲線指數(shù)；SM—流域平均自由水蓄水容量；S—流域平均自由水蓄水量b．三水源劃分將自由蓄水容量曲線放大至全流域，則其凈雨也相應(yīng)變?yōu)?，然FRPE/?后再把計(jì)算出來(lái)的 RS、RSS、RG 縮放到產(chǎn)流面積 FR 上。產(chǎn)流條件是土壤包氣帶土濕達(dá)到田間持水量；徑流成分分為地面、地下和壤中流三種；產(chǎn)流量的決定因素有降雨量和雨始土濕。3．全流域型此類型暴雨不僅降雨時(shí)間較長(zhǎng)、降雨強(qiáng)度大，而且全流域降雨比較均勻，故容易形成罕見(jiàn)的大洪水。東江水文站作為水庫(kù)入庫(kù)站控制整個(gè)流域面積的水量，共有 19902022 共計(jì) 15 年的流量觀測(cè)資料，因此，預(yù)報(bào)方案擬建立東江站控制流域的降雨徑流關(guān)系，同時(shí)作為東江水庫(kù)的入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)方案。3′，北緯 25176。本研究根據(jù)東江流域的具體特征，選擇適宜的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度模型、合理的參數(shù)優(yōu)選方法和實(shí)時(shí)校正技術(shù)，使得洪水預(yù)報(bào)方案和洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)既簡(jiǎn)單又實(shí)用。1987 年，張恭肅等在《確定性水文預(yù)報(bào)模型的實(shí)時(shí)校正》一文中，針對(duì)任何一個(gè)確定性水文模型進(jìn)行預(yù)報(bào)后將出現(xiàn)一個(gè)具有相關(guān)性的誤差序列這一事實(shí)，對(duì)此誤差系列建立一個(gè)狀態(tài)空間方程，以參數(shù)向量作為狀態(tài)向量，即可用系統(tǒng)識(shí)別方法估計(jì)其參數(shù)，用來(lái)估計(jì)預(yù)見(jiàn)期的可能誤差，達(dá)到實(shí)時(shí)校正的目的，并取得了較好的預(yù)報(bào)效果 [22]。王真榮 (1991)對(duì) TLR 模型作了改進(jìn)，采用某一標(biāo)準(zhǔn)的暴雨強(qiáng)度為臨界值對(duì)降雨系列進(jìn)行分階計(jì)算，可以考慮雨強(qiáng)對(duì)徑流的影響 [17]。概念性水文模型屬于確定性模型的范疇，它以水文現(xiàn)象的物理概念作基礎(chǔ)，采用推理和概化的方法對(duì)流域水文現(xiàn)象進(jìn)行水文模擬。1938 年 (Mecarthy)在美國(guó)建議了以“馬斯京根”法著稱的河道洪水演算預(yù)報(bào)方法。我國(guó)的防洪實(shí)踐證明，工程措施與非工程措施的結(jié)合應(yīng)用是建立和完善江河防洪系統(tǒng)的有效措施。2．實(shí)現(xiàn)了東江水庫(kù)實(shí)時(shí)洪水作業(yè)預(yù)報(bào)，有效地對(duì)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)成果進(jìn)行校正，為實(shí)時(shí)洪水調(diào)度打下基礎(chǔ)。3． Rea