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绍兴平原河网水文预报

已有 4407 次阅读 2013-5-22 10:42 |系统分类:科研笔记| 绍兴, 平原

绍兴平原南部山区调洪蓄洪工程仅有一座平水江水库,溪江源短流急,洪水直接汇入平原河网,河网的调蓄能力不大,内涝是绍兴平原河网主要隐患。绍兴平原河网的洪水预报一直是困扰众多专家的一个难题。接下来我把我的观点说一下。

目前进行洪水预报有两种方法,一种是采用水文模型进行计算。一种是采用水动力学模型进行计算。先说一下这两种模型的优缺点。    

用水文模型进行水文预报。在中国南方湿润地区应用效果比较好的是三水源新安江模型。三水源新安江模型在大中型水库和山区洪水的预报中取得了较好的效果。在绍兴的长诏水库,南山水库,石壁水库,陈蔡水库和汤浦水库都取得了很好的效果,为防汛减灾做出了很大的贡献。新安江模型中的汇流模型采用的是马斯京根分河段连续演算方法。马斯京根法的推导是从山区性河道推导得来的。众多专家认为,马斯京根河道演算法不适用于河流的下游。在实践中也证明了这一点。新安江模型在嵊州,花山站的断面预报中也取得了较好的效果。但是在上浦闸以下,用经典的新安江模型进行洪水预报,效果很差。

另外一种进行洪水预报的模型就是水动力学模型。单纯的水动力学模型是没有预见期的。水动力学模型最简单的思路是根据上下边界的,计算中间的断面的水位,流量变化过程。要想让水动力学模型应用在洪水预报中间,就必须解决预见期的问题。河海大学王船海团队提出了新安江模型和水动力模型相结合的思路来进行平原河网和河口地区的洪水预报问题。

现在很多专家认为解决曹娥江下游(上浦闸曹娥江大闸段)的洪水预报问题,应该采用水动力学来解决。我个人不同意这个观点。首先水动力模型除了要求边界条件外,对地形资料的要求也很高。但是曹娥江的下游地形变化是很大。可能一次大洪水过后,整个江道地形就变了。虽然水动力学模型的参数根据以往的情况都已经率定好了,但是因为江道地形发生了巨大的变化,采用断面变化前的资料进行水动力学模型计算,资料的可靠性上就出现了问题。但是有人提出,可以实时更新地形资料,但是测量曹娥江地形资料花费巨大,不可能高频率的测量曹娥江地形。另外水动力学模型开发好之后,操作对于基层工作者来说是有难度的。如果没有很扎实的专业功底,不能很好的调整糙率等参数。水动力学模型难以发挥其作用。

但是有人会问了,那我们进行绍兴平原河网预报的出路在哪里。我认为应该先把绍兴平原河网的水帐算清楚了。水帐都算不清楚的话,做水动力模型是没有用的。因为水动力学里面有两个方程,一个是质量守恒方程,一个是能量守恒方程。第一个方程说白了也就是算水帐。水帐都算不清,采用水动力学模型解决绍兴平原河网预报问题就是缘木求鱼。所以我建议应该首先算算绍兴平原河网的水帐。首先把绍兴平原河网的假想为一个水库。进入这个水库的水量,根据遥测雨量站点的测量是可以知道的。现在问题的关键是出去多少水我们不知道。所以现在没办法对绍兴平原河网的水量平衡问题进行分析。

所以我们现在首先需要迫切解决的就是要搞明白绍兴平原河网的两大排涝闸(新三江闸和马山闸)出去多少水的问题。在这两个闸上的河段由于河面宽,没办法用传统的缆道测流来测量。近年来,采用了先进的M9来测流,但由于在开闸放水的时候,水流流速过快。用M9测流也没有取得很理想的效果。所以新三江闸和马山闸的排涝水量的计算是一个迫切需要解决的问题。如果把这个问题解决了,我们就可以知道这个系统出去了多少水。既然我们知道了这个系统进来多少水,也知道了出去多少水,就可以计算系统的水量变化量。进而可以率定各种参数。首先可以建立简单的产汇流模型,待平原河网的产汇流规律摸清之后,就可以建立更加精细的水动力学模型。




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