上下游相应水位
相应水位（流量）法在大理河水情预报预警中的应用
相应水位（流量）法在大理河水情预报预警中的应用摘要：为了及时掌握雨水情信息，吸取大理河绥德水文站“7.26”大洪水经验教训，防御和减轻水旱灾害，水情预警变得越发的重要。
大理河属于山区性河流，特点是汇流时间短，强度高，易形成超渗产汇流洪水，洪水迅猛异常，破坏性极大。
传统的水文预报方法很难在短时间内准确地预报出洪水出现的时间和量值。
相应水位（流量）相关法是根据天然河道里洪水波运动原理，分析洪水波在运动过程中,洪水波上任一位相的水位自上断面传播到下断面时的相应水位及其传播速度的变化规律，寻求其经验关系[1]。
本文对大理河2011年至2022年水文资料进行分析，采用上下游相应水位（流量）法推求成果，讨论总结大理河上下游洪峰关系及变化规律。
通过分析对大理河绥德水文站洪峰过程提供可靠技术支撑，从而提高了工作效率和预报预警精度。
关键词：大理河，相应水位（流量）法，预报预警，洪峰一、基本情况大理河，黄河流域无定河水系第二大支流，源于靖边县中部白于山东延的五台山南侧乔沟湾。
东南流经青阳岔于新庄茆东折向东北入横山县，经石湾、魏家楼。
在麒麟沟东南入子洲县，又经马岔、三眼泉、马蹄沟，在子洲县城西复折东南，经苗家坪、于中沟南入绥德县，经石湾、张家砭，在绥德县城东北注入无定河。
全长159.9km，流域面积3904.24km2，高差503.3m，比降3.16‰[1]。
上游为毛乌苏沙漠，中下游为黄土丘陵沟壑区，沟壑纵横，支离破碎，重山秃岭起伏不平，水土流失极为严重，黄土覆盖较薄，岩层愈高，基岩切割很深，地势高亢，山大沟深，峁梁交错。
海拔821.00m，为干旱半干旱地区。
年平均气温7.8～9.6℃，无霜期165天，年蒸发量1000～1200mm。
大理河有小理河、槐树岔沟、驼耳巷沟等11条主要支流，河道平均比降2.56‰。
一级阶地沿河断续分布，前缘高出河水面8～10m，阶面宽50～300m；二级阶地不发育，前缘高出河水面25～30m，组成物质具二元结构，因遭后期破坏，多呈条楔状。
水文预报1-河段洪水预报
进行。
7.预见期 Ⅰ.天然预见期 ⑴河段预报天然预见期 预报对象（相应流量、水位）自上断面运动至 下断面的时间。 ⑵降雨径流预报天然预见期 次雨终止算起至流域出口断面预报对象（流量 ）出现的时间。 Ⅱ.作业预报预见期 指发布预报时刻至预报对象出现时刻的时距。 所谓作业预报是指实际工作中发布预报的工作过 程。
天然预见期
5.因子预报 指利用影响水情的影响因子值与水情值建立的 定量关系用于预报的技术方法。 这种方法不研究水情与影响因子之间的物理过程 ，只利用数学方法建立起二者的定量关系用于预报。 使用最多的是回归模型，此外投影寻踪、人工神经 网络等模型也有一定应用。 6.统计预报 利用数理统计方法对径流序列建模，然后依据 模型作出有一定概率意义的预报。例如各种时间序 列模型。
第二章河段洪水预报
第一节相应水位（流量）法 建立河段上下游断面洪水波同位相点的水位（流 量）经验关系，依据此关系作出洪水预报的方法。 一、相应水位（流量）的基本原理 1.在河段中，影响洪水波运动的因素 ⑴内因： 由于洪水波附加比降的作用，在河段中运动的洪 水波会发生坦化（展开）变形和扭曲变形。 ⑵外因： 区间有较大水量加入（区间有较大支流加入或 区间面积上发生较大降雨）；河段中断面变化激烈
集中入流与分散入流示意图
峰。 当区间入流可以忽略时，（2-2）式简化为
Q下、t +τ＝ Q上、t - ΔQ （2-1） 这种情况通常在河段不长，洪水ห้องสมุดไป่ตู้附加比降起主导 作用的山溪河流。 ⑵上、下游相应流量传播时间关系式 设洪水波波速为C，则 τ= L / C （2-3） 波速与断面平均流速的关系可表示为 C=ηV （2-4） 则可得 τ = L / （ηV） （2-5） 上式可用于估计河段洪水波的传播时间，η可
水文站短期洪水预报方法分析
１ 流 域 自然 地 理 概 况
１１ 流 域特 征 ．
５％左 右 ， ０ 且经 常 出 现 强 度 较 大 的暴 雨 ， 由于 雨 强 较大 、 汇流 快 ， 因此 预 见 期较 短 。 １ 水 利 工 程情 况 ． ４ 该 站控 制 断 面 以上 ，在 我 国侧 没 有 较 大 的 水 利 工 程 ，在朝 鲜 境 内 的支 流 上设 有 多座 大 中型 水 库 及 水 利 发 电工 程 ，修 建 的 水 利 工程 经 常截 流 蓄 水 或 开 闸放 水 ， 该 站 径 流有 一 定 影 响 。 对
湖北科学 技术 出版社 ，９ １ １ ． １９ ，１
【 收稿 日期】 ０ １ ０ －１ ２１－ ２ ４
３ ・ ６
净峰流量预报方案 ， 下游相应 水位 （ 上 流量 ） 预报 方案的应用情况 。 分析论证 了前两种预 报方案在
实际应 用中存在的不适应 因素 ， 最终确 定了适合 该站 的短期 洪水预报方案及 预报 方法。
［ 关键 词】十三道 湾 ； 短期 洪水预报 ； 方法 ［ 中图分类号 ］ Ｖ１４ Ｔ ２ 【 文献标识码 】 Ｂ
２ １ 年第 ６ ０１ 期
［ 文章编号 ］０２—０ ２ （０ １０ １０ ６ ４ ２ １ ）６—０３ —０ ０５ ２
东北水利水电
水文水资源
水文站短期洪水预报方法分析
丛 立林 ， 伟 战
（ 吉林省水文水资源勘测局 白山分局 ， 吉林 白山 １４０ ） ３３０
［ 要］ 摘 文章介 绍 了 十三道 湾水文站短期 洪水预报工作 中 ， 在 降雨径 流相 关 图预报方案 ， 径流 、
４） 动模 板 起 滑后 ， 滑 一般 不 要 中途 停 滑 。
速度过大 ， 脱模后混凝土易下坍而产 生波浪状 ， 给 抹面带来困难 ， 面板表面平整度不易控制。滑升速 度过小 ， 易产生粘模而使混凝土拉裂 。 每次滑升距
洮河流域岷县水文站洪水预报研究
t,是干流及支流流量的传播时间，n是上游测站断面数。将
“与Q—建立相关关系，就是下游站的相应水位（流
量）预报方案，由于/Q影响因素较多不易计算，目前还不能 定量求得。
2.3 参数的确定 2.3. 1 资料的选用与“三性”分析
预报分析资料均来自水文站实测资料，资料质最可靠， 精度较高其中下巴沟（洗）站资料选用建站1961年起至 2015年，共计54站年；下巴沟（博）站资料选用建站1963年 起至2015年，共计52站年；多坝站资料选用建站1962年起 至2015年，共计53站年；岷县站资料选用建站1961年起至 2015年，共计54站年。
2洪水预报方案研究
2.1预报方法选择
水文预报是指根据水位、流量要素或其他影响因素的过 去或现时状态，对其未来状态作出的定性或定量预报。常用 的水文预报方法有经验相关法如上下游相应水位（流量）预 报法和洪水演算法，演算法包括水文学方法和水力学方法， 水文学方法如马斯京根法等其它专业水文预报。
［收稿日期］2018 -09 -23 ［作者简介］黄晓明（ 1978 -）,男，甘肃临夏人，高级工程师，主要从事水文水资源资料的收集与分析工作。
洗河流域下巴沟（洗）站至岷县站区间共建有库容大于 150 x 104 m'的蓄水型水电站4座，流域面积大于700 km2的 支流共有4条，分别为博拉河、车巴沟、卡车沟、大峪沟。其 中在博拉河建有区域代表站下巴沟（博）水文站，在大峪沟建 有区域代表河流域水系图
12测站水文特性
岷县水文站设于1941年1月，位于东经104。02,03.28", 北纬34。26'38. 37",集水面积14 108 kn?,至河口距离254 km,属黄河流域洗河中游重要控制水文站。岷县水文站具体 位置见图1。
名词解释 2
名词解释1.洪水：是由于暴雨，融雪，风暴潮，水库溃坝等引起流量迅速增加，水位急剧上涨的现象。
2.干旱：指水分的收与支或供与求不平衡形成的水分短缺现象。
3.滩地：洪水泛滥所及部分为洪水河床。
4.河网密度：流域内河流干支流的总长度与流域面积的比值一km/km2计。
5.中泓线：河槽中沿水流各断面最大水深点的连线。
6.辐合：在近地层，空气还受到地面摩擦力的影响，使实际风的风速较高空风速小，风向也发生转向与等压线成一夹角，风穿越等压线向低压中心汇聚，做逆时针方向运动这种现象叫做辐合。
辐散：在高气压区，气流呈顺时针方向流动，同时风向稍偏外，从高压中心向外流出，这种现象叫做辐散。
7.暴雨：24h降雨量达到和超50mm的降水成为暴雨。
暴雨有分为暴雨，大暴雨，特大暴雨3个等级。
8.田间持水量：指土壤所能保持的最大毛管悬着水量，即土壤颗粒所能保持水分的最大值。
9.下渗：是指降落到地面的雨水从地表渗入土壤中的运动过程。
10.蒸散发：是水文循环中指降水到达地面后由液态或者固态转化为水汽返回大气的过程。
11.输沙率：单位时间流过河流某断面的干沙质量，成为输沙率。
12.净雨：降雨扣除经植物截留，填洼，下渗等损失后，剩余部分称净雨。
13.相应水位：是指河段上下游站同位相的水位，相应水位预报，简单地说就是用某时刻上游站的水位（流量）预报一定时间（如传播时间）后下游站的水位。
14.单位线：单位时间段内在流域上均匀分布的单位净雨量所形成的出口断面流量过程线，称为单位线。
15.累积雨量过程线：自降雨开始至各时刻降雨量的累积值随时间的变化过程线，称为累积雨量过程线。
16.校核洪水：由于水利工程的主要建筑物一旦破坏，将造成灾难性的严重损失，因此规范规定洪水在短时期内超过设计标准时，主要水工建筑物不允许破坏，仅允许一些次要建筑物损毁或者失效，这种情况就称为非常运用条件或者标准，按照非常运用标准确定的洪水称为校核洪水。
17.枯水：流域内降雨量减少，通过河流断面的流量过程低落而比较稳定的时期，称为枯水季节或者枯水期，期间所呈现出的河流水文情势成为枯水。
山洪灾害调查评价工作任务及流程概论
设计暴雨计算
成果要求
提供分析对象相关雨量站各时段雨量的均值 、变差系数 、 和各时段相应频率的雨量值 ；
设计暴雨成果表 小流域汇流时间设计暴雨时程分配表
暴雨洪水特征
设计洪水分析
净雨分析
扣损：基于小流域汇流时间对应的设计暴雨时程分配成果
洪水频率
5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇 有条件的可进行可能最大暴雨(PMP)的分析
评价
山洪灾害区划
山洪灾害评价分析
暴雨分析模型 经验公式
推理公式
分布式水文 模型
洪水分析水 力学模型
危险区分析 模型
预警指标与阈 值分析模型
防洪现状评价
危险区
预警指标与阈值
洪水风险图
2.省级工作任务
省级 防办
技术支 撑单位
省级单 位工作 任务
省级工作6 任务
省级防办工作任务
1、明确省、市、县各级建设任务。 2、明确调查评价工作组织方式，制定项目招标方案，
设计洪水分析
水位流量关系计算
参照《水工建筑物与堰槽测流规范》(SL537-2011)比降面积法 实测的相关资料或成果应优先采用 比降
采用洪痕水面线、洪水水面线、实测水面线、河床比降
糙率
有资料采用资料进行推算 无资料根据：河流沟道形态、床面粗糙情况、植被生长状况、弯曲程度以及 人工建筑物情况
确定承建单位和资质条件。 3、确定技术支撑单位，明确技术服务内容。 4、组织调查评价工作试点和业务培训。 5、加强调查评价工作督促检查， 及时掌握项目建设情况。
省级工作任务
省级防办工作任务
统一组织招标工作
组织断面与居民户测量
水文预报总复习
面反映t时刻的水面比降大小，同时它还反映了底水的高低
和区间暴雨入流、回水顶托、断面冲淤等因素的影响。
2.2 合成流量法
合成流量的概念：
同时流达下游断
面的上游干、支
流站的相应流量
之和。
n
预报下游站流量的关系式
Q下 t f（ Q上 i，t i）
相关线时，则应该进一步分析其影响因素，从而找出相应的处
理方法：其影响因素有：
� 洪水波的展开和扭曲现象(主要是水面的附加比降引起的)；
� 上下游断面间的区间有径流汇入(区间入流)；
� 河段形态和沿岸水文地质条件的变化。
以下游站同时水位为参数的相应水位法预报
方案的制作步骤：
①从以往实测的上、下游站的水位过程线，摘录相应
重新假设超渗时段m，回到③，直到相符。
第三章 降雨产流预报
7. 应用降雨径流相关图
推求时段净雨量
P
①求本次降雨开始时的Pa，0 ；
②按逐时段累积降雨量在关
系图上查得累积径流量；
③由相邻时段的累积径流量之
差得时段净雨量
应用中注意：
时段内降雨强度尽可能均匀，
以免带来误差；
若含有降雨历时或雨强等变
量，且影响灵敏，则可能带来
参数估计误差；③模型输入资料误差。误差修正方法有：
①对模型参数实时校正，如最小二乘估计；②对模型预
报误差进行预测，如自回归修正法；③对状态变量进行
估计，如卡尔曼滤波法。
3、实时洪水预报系统历史水文资料选择时对雨量站、洪
水资料如何选择？P220-221
掌握把选定的水文预报模型用矩阵形式表示：如已知某
水文水资源教材-《水文资料整编》复习提纲 - 2
《水文资料整编》复习提纲第1章水位资料整编1、缺测水位的插补方法答：直线插补法：当缺测时间内水位变化平缓，或虽变化较大，但呈一致的上涨或下落的趋势时，可按缺测缺测时段两端的观测值按时间比例内插求得。
连过程线插补法：当缺测时间内水位有起伏变化，如上下游站区间径流增减不多，冲淤变化不大、水位过程线又大致相似时，可参照上下游站水位起伏变化，连绘本站过程线进行插补。
水位相关法插补：当缺测期间的水位变化较大，或不具备上述两种插补方法的条件，且本站与邻站的水位之间有密切关系时，可采用此法插补。
相关曲线可用同时水位或相应水位点绘。
如当年资料不足，可借用往年水位过程相似时期的资料。
2、水位的保证率答：一年中日平均水位高于和等于某一水位值的天数，称为该水位的保证率。
各种保证率水位的统计方法：列表挑选；图解法。
对全年各日日平均水位由高到低排序，从中依次挑选第1、15、30、90、180、270及最后日对应的日平均水位，即为其保证率水位。
3、水位资料的单站合理性检查答：（1）单站合理性检查：采用逐时或逐日水位过程线分析检查，根据水位变化的一般特性（如水位变化的连续性、涨落率的渐变性、洪水涨陡落缓的特性等）和变化的特殊性（如受洪水顶托、冰塞、冰坝及决堤等影响），检查水位的变化的连续性与突涨，突落及峰形变化的合理性。
（2）综合合理性检查：①上下游水位过程线对照：当上下游各站水位变化过程相似时，应比较同时段各站水位变化趋势。
若发现水位变化过程不相应，则要分析原因。
在有闸坝的河段上，作闸上下游水位对照时，可点绘平均闸门开启高度过程线进行比较。
当闸门全部提出水面时。
上下游站水位变化过程与无闸河段相同。
关闸时，下游水位陡落，上游水位陡涨；开闸时情况相反。
②上下游水位相关图检查：当上下游水流条件相似，河床无严重冲淤看，无闸坝影响时，关系图点群应密集成带状。
对个别突出点应认真分析其原因。
若点群散乱，说明上下游站水位关系不密切，应分析其原因。
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上下游相应水位
上下游水位是指在一定水力学体系内，对流域或其他水力学体系来说，由连续起伏的河床或谷地划分出来的不同流域内的水位大小。
当河床上有河床水位降低或涨升，且河床底部水位发生变化时，上游水位也将发生变化。
而当河床上的水位变化时，下游的水位也会根据上游的水位情况而发生变化。
上游水位是指河床上游的水位高度，也就是位于上游河床底部处的水位高度。
当上游水位上升时，将引起这一流域内河床上游部分的水位上升，这一流域内所有水位沿河床向下游方向移动时，上游部分的水位总是最高的，其他部分的水位则随着河床向下游移动而逐渐减少，因此上游水位也称最高水位。
下游水位是指河床下游部分的水位。
当上游水位变化时，由于这一流域内上游的水位是最高，而水位从上游向下游移动时，水位会逐渐降低，而流入大海或其他洪水、洪流时，水位最低的部分就是下游的水位，因此也称最低水位。
这两个水位都受到气象条件的影响，降水量和温度变化等环境因素及人类活动带来的土壤湿度、植被覆盖率变化等环境因素的变化会导致上下游水位的变化。
此外，水库的储备量也会影响上下游水位，当水库出水和入水量变化时，水位也会发生变化。