【正文】 在濕潤地區(qū)主要是蒸散發(fā)計(jì)算是否正確的問題。如有應(yīng)調(diào)整 WUM、WLM 和 C 值。如度。根據(jù)水量平衡校核，如有誤差，則首先修改 K 值，K是影響蒸發(fā)計(jì)算最大的參數(shù)。取 14 年(19902022)包含枯、豐水年的連續(xù)資料，以天為時(shí)段進(jìn)行計(jì)算。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)及單位線兩個階段，并分別采用不同的目標(biāo)函數(shù)作為評定誤差的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，還可以用另外一些目標(biāo)函數(shù)作為評定誤差的標(biāo)準(zhǔn)，如年徑流，次洪徑流，地下水流量過程，地面水流量過程等。流量過程線是產(chǎn)匯流全過程的總結(jié)果，用此資料可作為優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，可稱為整體優(yōu)選。趙人俊在《流域水文模擬》一文中詳細(xì)介紹了新安江模型參數(shù)初始值的求法初始參數(shù)定好后，選一定時(shí)期的連續(xù)資料（最好包括豐、枯年）進(jìn)行計(jì)算。但由于水文的復(fù)雜性，許多量沒有觀測值，或觀測值的代表性不好，而沒有辦法做到。無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程了。這時(shí)流域出),(tu?口流量 Q(t)計(jì)算式為：（ ） （2????mjjiiIQ1 mji???112） ji??、 、 321n?式中 Q—出口斷面時(shí)段末流量；u—時(shí)段單位線時(shí)段末流量；I—時(shí)段平均凈雨量；m—凈雨時(shí)段數(shù)；n—時(shí)段單位線時(shí)段數(shù)這時(shí)要把 轉(zhuǎn)化成 UH，即將 乘以單位轉(zhuǎn)換系數(shù) U 即可，其中),(tu?),(tu?U＝流域面積/（*△t） 。1．流域河網(wǎng)總?cè)肓?TR(t)計(jì)算(1) 對應(yīng)地面徑流 RS （2tFtRStT??*)(10a）(2) 對于壤中流 RSS （2tFKStRKStTRtS DD????? *)1(*)*)1()( 1110b）(3) 對于地下徑流 RG （2tFKGtRKGtTRtGDD????? *)1(*)*)1()(110c）河網(wǎng)總?cè)肓鳛椋? （2)()()()( tTRtStTRt??10d）式中，KSS，KG——分別為壤中流和地下徑流的日消退系數(shù)。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—自由蓄水庫壤中流出流系數(shù)； KG—自由蓄水庫地下徑流的出來系數(shù)； FRt—時(shí)段平均產(chǎn)流面積；SMM—自由蓄水庫最大的點(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)匯流兩個階段，其總徑流分為地面徑流、壤中流、地下徑流三種成分。計(jì)算公式如下所示：a．當(dāng) 時(shí)EMWUP?? （25a）?0DLb．當(dāng) 時(shí)?PE??1．當(dāng) 時(shí)，即)(EUMCL??CWL?* （25b）0?ED2．當(dāng) 且 時(shí)CWL?)(E??)(*UM?（20?E5c）3．當(dāng) 且 時(shí)CWL?)(*E??（2LUEMD?)(*5d）式中 EM—流域蒸發(fā)能力；C—深層蒸散發(fā)系數(shù)；WU、 WL、WD—上、下、深層的土壤蓄水量；WUM、WLM 、WDM—上、下、深層的土壤蓄水容量；EU、EL 、ED—上、下、深層的蒸發(fā)量 流域土壤蓄水量計(jì)算a．按上層水量平衡關(guān)系求 WUEURPWU???01如果 ，則M?如果 ，則?1 （26a）WU?b．按下層水量平衡關(guān)系求 WL，若 ，取)(101 MEL??01??WU01??WUM如果 ，則?W?如果 ，則L?1（26b）c．按深層水量平衡關(guān)系求 WD，若 ，取)(101WLMEDW???L?1 01??WLM如果 ，則?如果 ，則?1 （2WD?6c） 流域透水面積上總徑流 R（凈雨）劃分a．自由水的蓄水容量曲線在產(chǎn)流面積 FR 上自由水的蓄水容量還不能認(rèn)為是均勻的，要考慮它的面積分布。故蒸散發(fā)計(jì)算多采用三層蒸發(fā)計(jì)算模式。 流域徑流深計(jì)算當(dāng) PE0，則產(chǎn)流，否則不產(chǎn)流。139。0 39。???式中 —小于、等于某一 的面積比重；Ff/ 39。蓄滿產(chǎn)流的結(jié)構(gòu)為：在蓄滿前： （212WEP??1a）在蓄滿后： （21b1MR）式中 P—時(shí)段降雨量；E—時(shí)段蒸散發(fā)量；WW 2—時(shí)段始末的土濕；R—時(shí)段產(chǎn)流量；WM—田間持水量 流域透水面積上蓄水容量曲線方程式(21a)、(21b)都是針對流域上某一個點(diǎn)的，如果流域上的土濕分布與WM 的分布都是均勻的，可以采用集總型模型。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。流域采用三層蒸散發(fā)計(jì)算模型。 新安江三水源模型 模型簡介新安江三水源模型是一種模擬流域上降雨徑流形成的數(shù)學(xué)函數(shù)、邏輯結(jié)構(gòu)，模型輸入的是降雨量和蒸散發(fā)能力(常用水面蒸發(fā)值)，輸出的是流域出口斷面的洪水過程，廣泛在我國南方濕潤地區(qū)應(yīng)用，并取得很好的效果。場次洪水徑流系數(shù)大都在 以上，這說明東江流域降雨徑流關(guān)系顯著，非線性因素影響不顯著。以上對東江水庫入庫洪水的暴雨形成特征、區(qū)域組成特征、時(shí)程分布和洪水過程形狀的統(tǒng)計(jì)分析，這些對東江洪水預(yù)報(bào)調(diào)試參數(shù)和東江入庫洪水調(diào)度方案進(jìn)行評價(jià)提供很好的提示。峰與峰之間間隔歷時(shí)不超過 2 天，此類洪水的特點(diǎn)是洪水總量大，歷時(shí)長。2．胖峰型，洪水的漲洪段和落洪段均較長，雖然 1500m3/s 以上歷時(shí)不是很長，但 1000m3/s 以上歷時(shí)一般在 30 小時(shí)以上，此類洪水一般由連暴雨形成。2．年內(nèi)分布洪水在 410 月均可能發(fā)生，其中 8 月份出現(xiàn)最多 8 次，9 月出現(xiàn)次數(shù)差不多，4 月份各出現(xiàn)過 1 次很小的洪水；而特大洪水在 59 月均可能發(fā)生，較多出現(xiàn)在 8 月份。以上第二、三洪水為東江入庫大洪水的主要類型。2．下游型此類型洪水主要來源于東江區(qū)間，東江區(qū)間面積占全流域面積的 65%，且流域內(nèi)主要的暴雨中心位于該區(qū)域，籠罩范圍大且靠近庫區(qū)，即使上游降水不大，也可造成相當(dāng)大的洪水。上表中 1996080202209020220616 即為此類型。3．連綿陰雨199708020220819 等洪水發(fā)生期間降雨強(qiáng)度并不大，洪水產(chǎn)生主要是前期連陰雨時(shí)間較長，土壤含水量大，已接近或達(dá)到飽和狀態(tài)，故后期有比較大的降雨就可以產(chǎn)生較大洪峰。2．?dāng)[動性暴雨本類型暴雨中心前期位于花木橋以上，中期移動到東江附近，而后又回到前期位置附近，故稱之為擺動性暴雨。 東江水庫入庫洪水介紹本文將對 19962022 年的大洪水（入庫流量大于 1000m3/s，因東江水庫為多年調(diào)節(jié)水庫，故小洪水不至于給防洪帶來威脅） ，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)。數(shù)據(jù)查錯可采用以下幾種方法：時(shí)段－日雨量對照，降雨空間對照，水位流量對照，過程線觀察，以及降雨流量對照等。本次建模所用數(shù)據(jù)都由東江水調(diào)室提供，由于在整編、刊印和錄入過程中難免會有差錯，因此數(shù)據(jù)查錯就顯得很重要了。根據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》對編制洪水預(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 場雨洪資料用于洪水預(yù)報(bào)方案的評定與檢驗(yàn)，其中 19962022 年共 25 場資料用于模型精度評定，20222022 年共3 場資料用于模型精度檢驗(yàn)。東江水庫壩址以上流域面積 4719km2。各雨量站權(quán)重如表 所示：表 東江水庫流域各雨量站權(quán)重系數(shù)測站編號 站名 權(quán)重系數(shù) 測站編號 遙測站名 權(quán)重系數(shù)66004 花木橋 0 66010 秀里山 99002 沙田 66274 四都 99001 新坊 66276 南洞 57889 桂東 91018 龍虎洞 66173 連坪 57985 汝城 99008 興寧 66176 清江 66280 龍溪 66174 方石 66177 黃草 60021 樟溪 66277 延壽 60022 寒口 歷史雨洪資料預(yù)處理 資料概況與選用歷史降雨徑流資料是建立流域水文模型的基礎(chǔ)，歷史資料的質(zhì)量直接決定著模型精度的高低，甚至是建模的成敗。對于東江流域來說，求流域平均雨量宜采用泰森多邊形法。分析流域上的降雨徑流關(guān)系時(shí)，需知道一個流域或地區(qū)在一定時(shí)段內(nèi)的平均降雨量。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 個雨量站站點(diǎn)分布如圖 所示，到目前為止，18 個站點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)了水情自動測報(bào)。壩址多年平均流量 138 秒立米，實(shí)測最小流量為 m3/S，實(shí)測最大洪峰流量6963m3/s；調(diào)查歷史最大洪峰流量 8400m3/s。流域多年平均降雨量 1607mm，多年平均蒸發(fā)量 975 mm；多年平均徑流量 億 m/s3。23′~26176。38′~114176。耒水流域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候區(qū)，因南北氣流受南嶺山脈綜合條件（地貌、土壤、植被、海拔）影響，太陽輻射形成多種類型的立體分布，垂直和地域差異大，具有四季分明，春早多變，夏熱期長，秋晴多旱，冬寒期短的特點(diǎn)。耒水主要支流有淅水、郴江、資興江、三都河、注江、西河、肥江等，因河道寬窄不一，水流落差大，水流非常湍急。5．利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)、圖形交互拖動技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等技術(shù)和工具，建立基于窗體、圖形、報(bào)表的界面友好的人機(jī)交互環(huán)境，形成一套完整實(shí)用的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)。4．實(shí)現(xiàn)洪水的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度。做出流域退水曲線，求出場次洪水的徑流系數(shù)，分析濕潤地區(qū)的降雨徑流特性。數(shù)據(jù)庫分為歷史庫、實(shí)時(shí)庫和預(yù)報(bào)庫三大部分，流域和水庫信息、歷史雨洪資料、預(yù)報(bào)調(diào)度模型參數(shù)、預(yù)報(bào)和調(diào)度結(jié)果都存放在數(shù)據(jù)庫中。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)升級等。 總體思路及技術(shù)路線本著在生產(chǎn)上簡單可行、安全合理原則。2．對預(yù)報(bào)洪水過程進(jìn)行調(diào)洪演算，分別進(jìn)行規(guī)則調(diào)度模型和預(yù)泄洪模型的建立和求解。2．將洪水預(yù)報(bào)中的各個環(huán)節(jié)(水文數(shù)據(jù)預(yù)處理、水情實(shí)況圖形顯示、模型計(jì)算、實(shí)時(shí)校正、歷史洪水統(tǒng)計(jì)等)用面向?qū)ο蟮目梢暬绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)，最終在計(jì)算機(jī)上建立具有數(shù)據(jù)處理、預(yù)報(bào)計(jì)算、實(shí)時(shí)校正和洪水調(diào)度等四位一體功能、完整而實(shí)用的洪水預(yù)報(bào)和調(diào)度系統(tǒng)，為水庫的安全度汛服務(wù)。4．采用先進(jìn)的圖形交互、多媒體、地理信息系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等技術(shù)，將專家知識、經(jīng)驗(yàn)知識和決策知識融于一體的智能型決策支持系統(tǒng)是未來發(fā)展的重要方向。快捷準(zhǔn)確的水情信息不但可以提高預(yù)報(bào)精度，同時(shí)將會對洪水預(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。具體表現(xiàn)在如下幾個方面： l．系統(tǒng)理論與系統(tǒng)辨識方法應(yīng)用于洪水預(yù)報(bào)模型，為洪水預(yù)報(bào)提供了新的方法和途徑。同時(shí)，暴雨洪水理論的深入開展，計(jì)算機(jī)硬件、軟件的不斷進(jìn)步，雨量、流量測驗(yàn)水平的提高等，推動了洪水預(yù)報(bào)工作向聯(lián)機(jī)自動測報(bào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。1987 年，葛守西在《產(chǎn)匯流兩階段校正和參數(shù)動態(tài)預(yù)測算法的實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型》一文中，創(chuàng)建了一個新的動態(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態(tài)識別方法并配合匯流模型的動態(tài)判類、分類對預(yù)見期的參數(shù)變化進(jìn)行預(yù)測，并于 1993 年對模型進(jìn)行改進(jìn)，采用模糊分類和模糊模式識別的算法改進(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]?？唆攧P等在論文《實(shí)時(shí)降雨－徑流預(yù)報(bào)的三種系統(tǒng)方法》中，應(yīng)用了三種算法在降雨徑流預(yù)報(bào)中試用比較，比較的結(jié)果是：遞推最小二乘法最佳，卡爾曼濾波與之相近，自學(xué)習(xí)法較差。最早將卡爾曼濾波應(yīng)用于水文預(yù)報(bào)的研究是日本學(xué)者 Hino，他明確提出卡爾曼濾波適用于水文預(yù)報(bào)，并用卡爾曼濾波器遞推地估計(jì)降雨徑流的響應(yīng)函數(shù)?？刂评碚撋蠈?shí)時(shí)預(yù)報(bào)的核心技術(shù)是利用“新息”(當(dāng)前時(shí)刻預(yù)報(bào)值與實(shí)測值之差)導(dǎo)向，對于系統(tǒng)模型或者對預(yù)報(bào)做出現(xiàn)時(shí)校正。Neaf 博士的論述對于我們認(rèn)識模型的性質(zhì)及其功能是很有價(jià)值的。1980 年，具體負(fù)責(zé)模型對比檢驗(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程嗎?》的論文。(3)類似 Tank 那種不直接計(jì)算土壤含水量的模型，對于流域的大小以及氣候和地理特征具有更好的適應(yīng)能力與彈性。1967 年，世界氣象組織(WMO) 就降雨徑流模型在世界范圍內(nèi)作檢驗(yàn)對比后得出以下結(jié)論 [21]：(l) 如果流域位于濕潤地區(qū)，就不必過于挑選模型，因?yàn)樵谶@樣的流域，簡單模型與復(fù)雜模型可以取得同樣好的效果；反之，對于干早與半干旱流域，就需要慎重選擇模型。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，提出了綜合約束線性系統(tǒng)模型(SCLS)，并建立了一個通用計(jì)算機(jī)程序包，開始在我國實(shí)際應(yīng)用 [18][19]。文康等(1986)介紹了以多元線性回歸方法為基礎(chǔ)的總徑流線性響應(yīng)模型(TLR)和線性擾動模型