水阳江宣城水文站中长期洪水预报方案的研制与分析
浅谈宣城市宣州区水旱灾害成因及治理对策
浅谈宣城市宣州区水旱灾害成因及治理对策宣州区地处皖南山丘余脉与沿江冲积平原结合部。
地势南高北低，境内低山、丘陵、平畈、圩田多种地貌兼而有之，地形复杂多样。
年内多年平均降雨1367mm，呈南多北少趋势，且具有年际变化大，年内分配不均匀的特点，暴雨多集中在5～8月份，约占全年的60%，尤以6、7月份的梅雨季节最为集中,伏天受副高控制，长期高温少雨，8、9月间有台风过境，导致洪、涝、旱灾害频繁发生。
仅建国以来就发生过大小水灾18次，约3-4年出现一次，旱灾14次，约合4-5年一次。
一、灾害成因1、地理位置特殊，地形、地貌复杂宣州区处于南北冷暖气候交汇较频繁地带，位于黄山暴雨区，南部山区山势险峻，河流坡降大，河槽调蓄能力小，降雨后汇流时间短，洪水频繁并陡涨陡落，水流急，破坏性大；北部圩区位于长江中下游冲积平原地带，地势低平，水阳江及青弋江上游尚有大量客水过境，集雨面积广，极易形成洪涝灾害。
2、抗灾能力不强建国以来，我区水利建设和防汛抗旱取得了很大成绩，防洪抗旱减灾体系进一步完善。
但总体上，全区水利工程抗灾减灾能力仍然不强，防洪薄弱环节多。
一是水阳江干流、南漪湖周边圩区，堤防标准普遍低，险工险段多。
万亩大圩除金宝圩、城东圩外，每年都只对部分堤段进行了应急除险，未能全面采取护坡、填塘固基等防洪措施，防洪标准也仅停留在20年一遇或不足20年一遇，千亩圩口堤防只是小修小补，堤防的防洪能力没有较大的增强，遭遇超标准洪水险情不断。
二是洪水得不到有效控制。
水阳江上游缺少拦、蓄工程，山区洪水得不到有效控制；水阳江中游虽建有双桥闸和马山埠闸，但配套工程还未完善，调度运用时增加行洪通道沿线圩堤防汛的不确定性。
流域出口无控制工程，受长江洪水顶托，经常出现江洪顶托倒灌现象，影响洪水下泄。
三是已除险加固水库一直没有经过大洪水的考验，目前仍有部分水库存在不同程度的险情。
四是中小河流治理任务重。
已实施的华阳河、双桥河、周寒河、宛溪河、东门渡河等防洪治理工程只是对险重的局部地段和集镇段进行了治理，其余河段仍经常遭到洪水袭击。
宣州市城市防洪规划报告
宣州市城市防洪规划报告1995年省政府对《宣州市城市总体规划》作了批复。
根据《城市规划法》的要求，宣州市政府于1998年12月委托有关单位对规划进行调整，编制了《宣州市城市总体规划调整说明书》。
据此，2000年4月设计院受宣州市建委委托编制完成该市城市防洪规划。
一、概况宣州市地处皖南山区余脉与长江中下游冲积平原结合部，土地总面积2533平方公里。
市区面积14.18平方公里，人口14.9万人。
1998年国内生产总值达57.4亿元，人均6988元，按90年不变价工农业总产值为96.2亿元。
城区内主要河流有水阳江及其一级支流宛溪河，二级支流板桥河、桐梓岗河、青溪河、道汊河、梅溪河等。
二、防洪、治涝现状宣州市城北敬亭圩工业区面积3.8平方公里，滨水阳江左岸，现堤长5公里，防洪能力约5年一遇，区内排涝装机330千瓦，抽排能力2.4立方米每秒；城东联圩东北滨水阳江，西南靠宛溪河，面积20.89平方公里，现堤长22.7公里，防洪能力仅5年一遇，圩内装机220千瓦，流量2.4立方米每秒。
1993年开始，修建了宛溪河老城区段左岸浆砌块石防洪墙2.37公里，加固右岸老防洪墙460米；汊河出口别土桥泵站及泄水闸，泵站排涝面积7.97平方公里，装机5×130千瓦，流量9.6立方米每秒，泄水闸孔径3孔×3.5米，设计流量12.34立方米每秒，以及济川桥和4个防洪口门。
城区的防洪设施，起步晚，标准低，也极不完善。
宣州城区现有主要排水管渠总长27公里，33处出口，主要泵站4座，总排水能力26.3立方米每秒，总装机2300千瓦。
排水设施很不完善，远未形成完整的排涝体系。
三、设计洪水经过典型年洪水计算，宛溪河20年一遇洪峰流量为460立方米每秒。
殷村上水库20年一遇和200年一遇洪峰流量分别为28.62、59.96立方米每秒；下水库20年一遇和200年一遇洪峰流量分别为14.37、30.09立方米每秒。
城区雨水计算，采用芜湖市暴雨强度公式计算，设计重现期采用1年。
中长期水文预报及调度技术研究与应用
中长期水文预报及调度技术研究与应用中长期水文预报及调度技术研究与应用水资源是人类社会发展和生存的基本物质基础之一，而水文预报与调度技术在有效利用、合理分配和保护水资源方面起到至关重要的作用。
随着水资源的日益紧缺和人类活动的不断增加，中长期水文预报与调度技术的研究与应用变得尤为重要。
中长期水文预报是指对未来一段时间（通常为月度、季度或年度）水文情势进行预测和分析。
利用中长期水文预报，可以为水资源规划、水电站调度、灌溉农业、抗洪抢险等提供重要参考。
然而，中长期水文预报的可靠性和准确性一直是研究者们关注的重点。
在中长期水文预报的研究中，首要任务是对水文过程进行深入分析和建模。
水文过程是指水分在大气、土壤和河流之间的转移和储存过程。
通过对水文过程的研究，可以建立复杂的数学模型，以模拟和预测未来时期的水文情况。
常用的水文过程模型有土壤水分模型、蒸散发模型和径流模型等。
中长期水文预报中，气象数据的准确性和时空分辨率对预报结果的影响至关重要。
常用的气象数据包括气温、降水、风速和湿度等。
目前，气象数据的获取途径主要有地面观测站、卫星遥感和气象模型等。
而气象模型通过对大气运动和能量平衡等方面的物理规律进行数值模拟，可以提供高时空分辨率的气象预报数据。
在中长期水文预报技术中，数据同化是一项关键技术。
数据同化是将观测数据和模式模拟结果进行信息融合的过程，通过数据同化，可以改善模式的预报能力。
数据同化技术的核心是卡尔曼滤波方法，其基本原理是对系统状态的动态更新和估计，从而提高预报精度。
除了中长期水文预报技术外，水资源调度技术也是应用广泛的关键技术之一。
水资源调度是指根据实际需求，合理规划和安排水资源的分配和利用。
水资源调度涉及到多个方面的问题，如水资源的需求预测、水资源的优化分配、水资源的保护和管理等。
现代水资源调度技术主要基于计算机模型和优化算法，通过对水资源系统进行综合分析和优化调度，达到提高水资源利用效率和保护水环境的目的。
解析中长期水文预报技术研究与应用
中长 期水 文预报是根据 以前 的数 据对水文情况做 的预测 与 要 是 把前 期 的 大气 环 流 特 征 的 高 空 气 象 要 素 与 后 期 的 水 文 要 素
分析 ， 对 在 未 来 可 能 出现 的 灾 害 ， 采取及 时有效 的措施 ， 使 损 失 建 立起 相 关 联 系 ， 以方 便 后 期 的水 文 预 报 。大 气 降 水 是 河 川 Ｉ 径流 降到 最 小 ， 争 取 效 益 最 大 化 。 社 会 在 不 断进 步 ， 科 学 技 术在 不 断 的 主 要来 源 ， 是 大气 环 流 造 成 的结 果 。刘 清 仁 经 过 长 期 和 超 长 期 发展 ， 水 文 预报 对 国 民经 济 越 来 越 重 要 。大 中小 型 水利 的修 建 和 的水 文 预 报 ，对 松 花 江 流 域 的水 文特 征 以及 旱 灾 害 发 生 的 基 本 运 行 管 理 ， 都 对 水 文 部 门 提 供 的 中长 期 预 报 的准 确 性 和 可 预 见 规律做 了彻底 的分析 ：李永康 等在 长江 中 卜 游梅 雨期和夏季旱 周 期提 出 了严 格 要 求 。显而 易见 ， 中长 期 水 文 预 报 对 国 民经 济 的 涝 的特 征 的基 础 上 ， 又研究了灾害发生前 的大气环流特征 ， 进 一 发 展 是 非 常重 要 的 。但 是 ， 我 国的 中 长 期水 文 预 报 还 处 在初 级 阶 步 认 识 了对 于 预 测 旱 涝 灾害 有 帮 助 的 若 干 环 流 因 子 。总 结 起 来 ， 段， 还 在 不 断 地 摸爬 滚 打 中 。 成 因分析法有 以下几种 ： 天气 学方法 、 海温 分布分析 法 、 概率统 计预报等 。
０年代 模 糊 数 学 预 测 方 法 开 始崭 露头 角 。陈 守 煜 等 把模 糊 进 行 水 文 预报 。水 文 预报 主 要 分 为两 大 类 ： 单 因素 预 报 和 多 因 素 世 纪 ８ 集 的 应 用研 究运用到水 利、 水 文、 水资源与环 境科 学领域 中， 并 综合预报 。单因素预报是根据水文 要素 的历史变化规律， 推断 出 模 糊 随机 系 统 分 析 体 系 就 诞 生 了 ， 随 后 又 建 该 要 素 在 未 来数 值 出现 率 最 大 的 ，就 可 以推 断 出未 来 的 水 文 变 与 系 统 分 析 相 结 合 ， 化情况 ， 常 用 的方 法 有 历 史 演 变 法 、 周 期 分 析 法 和 平 稳 时 间 序 列 立 了模 糊 模 式 识 别 预 测 模 型 。引 进 模 糊 分 析 方 法 提 高 了 中 长 期 但 由于 它 的 信 息 具 有 非 常 强 烈 的 主 观 性 ， 在 法 三 种 。 多 因 素 综 合 预报 法 是 怎 样 合 理 选 择 因 子个 数 ，进 行 模 水 文 预 报 的精 确 性 ， 定 程 度 上 受 到 了 限制 。 拟， 并 使 拟 合 效 果 与预 报 效 果 一 致 。得 出 的预 报 值 是 根据 因子 数
浅议水阳江水运量预测与航道整治建设
随着水 阳江航道 整 治完成 ， 宣 城市 综合 交通 运输
体系进一步完善 ， 一些运输量大的企业将在水阳江沿 线布局或扩大规模 ， 水阳江将产生诱增运量 。通过对 宣城海螺公 司调研 ， 该公 司明确表示将 以运定产 ， 水 阳江航道一旦整治将扩建二期工程。 宣城 市政 府与 宣城 海螺集 团协议 ， 宣城 海螺 公 司 规划 建设 ６条 Ｉ ｔ 产５ ０ ０ ０ ｔ 的新 型于法 水泥熟 料 生产
运量为 ３ １ ８ ３万 ｔ ， ２ ０ ２ ０年 为 ４ ２ ２ ０万 ｔ ， ２ ０ ３ ０年 为
６ １ ８ ６ 万 ｔ 。
优势 。该工程实施加强了宣城市与长三角地区交通上 的无缝 对接 ， 成 为推 动宣 城 市发 展 的重 要保 障 和 有力 支撑； 随着腹地工农业生产的不断发展和矿产资源的 开发， 又为水 阳江航 运开发提供 了重要 的运 量支撑 。
［ ５ ］ 于胜英． 长江三角 洲 内河 航运 发展 的思 考 ［ Ｊ ］ ． 交通 科技 ， ２ ０ ０ ２
（ １ ）： ６ ７ —６ ９ ．
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产业 发展 的瓶颈 制 约局 面 。 ［ 参考 文献］
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中长期水文统计预报方法研究及应用
中长期水文统计预报方法探究及应用概述随着气候变化影响的加剧，水文预报成为了保障国家水资源安全、水灾防治以及水资源的合理利用的重要手段。
中长期水文预报对于水利工程建设、水资源管理以及农业生产等领域具有重要意义。
本文通过探究中长期水文统计预报方法的理论基础、方法基本原理和实际应用，旨在提供关于中长期水文预报的探究进展与应用的全面了解。
一、中长期水文统计预报方法的理论基础中长期水文统计预报方法对于水文预报的准确性及可靠性具有重要影响，因此深度探究其理论基础是必要的。
目前，主要的水文统计预报方法包括频率分析、递归猜测、时空插值以及统计模型等。
其中频率分析是基于历史观测数据的分析方法，通过建立概率分布函数来推断将来水文变量的概率分布。
递归猜测则是基于水文时间序列的自回归特性进行猜测，适用于多个时间标准的预报。
时空插值方法是通过思量水文变量在时空上的连续性，利用已知观测点的信息推断未知地点的水文变量。
而统计模型则通过建立统计干系来猜测将来水文变量。
以上方法的理论基础对于中长期水文预报的方法选择和应用具有重要意义。
二、中长期水文统计预报方法的基本原理频率分析中，一个重要步骤是依据观测数据拟合分布函数，如常用的正态分布、对数正态分布以及Gumbel分布等，然后通过选择适当的频率进行预报。
递归猜测方法则是通过将历史数据与将来数据进行回归分析，建立水文变量的线性或非线性干系，利用此干系进行猜测。
时空插值法则依据已有数据的空间分布以准时间变化特征，选择合适的插值方法进行预报。
统计模型则依据已知的统计干系，利用参数预估等方法建立数学模型，通过模型进行猜测。
三、中长期水文统计预报方法的应用中长期水文统计预报方法在实际应用中广泛使用，具有重要的实际应用价值。
在水利工程建设中，中长期水文预报可以用于确定水源的储存容量，选择合适的供水方案，以及制定防洪和排涝措施。
在水资源管理中，中长期水文预报可以提前预判不同地区的水资源供应状况，合理打算用水规划，提高水资源的利用效率。
中长期水文预报
Yi,m+1 3 2 5 1 4 3 4 1
m+i年 1973 1974 1975 1976 2008 2009 2010 2011
3.模糊子集隶属度函数及确定
模糊子集 分布形式
1
隶属度函数
(0,80]
枯
右半梯形
μ1=
（180-x）/100
0 （x-80） /100 （285-x）/105 0
(80,180] 其他
(0,180] (180,285]
偏枯
三角形
μ2=
其他
模糊子集
分布形式
隶属度函数
（x-180）/105 (180,285] (285,415] 其他
2.相关函数的r(τ)的计算 另τ=0、1、2、3、4、5、6，用以下公式结 合“平稳时间序列法相关函数计算表”（见下一 页）计算相关函数，结果见下表：
τ r(τ)
0 1
1
2
3
4
5
6 0.281
-0.025 -0.131 -0.249 0.128 -0.070
平稳时间序列法相关函数计算表
年份 1967 1968 1969 1970 1971 1972 7月流 量 Qt 494.5 272.1 314.2 144.4 616.3 86.6 距平值 τ =0 △Qt △Q2t 158 -64 -22 -192 280 -250 24979 4148 495 36896 78263 62440 … 110835 269 72512 -82 6781 -204 41797 98 9639 -95 9081 96 9309 -257 66076 38090 τ =1 △Qt*△ △Qt+1 Qt+1 -64 -10179 -22 1434 -192 4275 280 -53736 -250 -69905 -2 480 τ =5 τ △Qt*△ △Qt+5 △Qt+6 Qt+5 -250 -39493 -2 -2 124 -151 -151 3368 190 190 -36453 -244 -244 -68177 -139 -139 34858 -244 … -95 -31725 96 96 25981 -257 -257 21168 =6 △Qt*△ Qt+6 -303 9746 -4224 46811 -39025 60864
水阳江流域2020年暴雨洪水调查分析
《河南水利与南水北调》2024年第2期防汛抗旱1流域概况水阳江发源于浙江天目山山脉，流域面积10385km2，为长江下游一级支流，干流长273km。
上游有三条支流，分别为东津河、中津河、西津河，流域坡面和河道坡降大，源短流急。
流经宣城后即进入圩区，经新河庄后进入下游水网区，流经水阳镇西陡门后称运粮河，至花津后称姑溪河，在魏家渡汇青山河后由当涂金柱关入长江。
2暴雨实况及分布此次暴雨从6月5日8时开始，至7月31日8时基本结束，为连续性降雨过程。
降雨主要分布在水阳江左汊上游与水阳江中下游一带，流域内除汭水河广德市境内次降雨量800mm以下外，水阳江左汊上游与水阳江中下游各站次降雨量均为800～1200mm。
该次暴雨过程单站最大次降雨量为黄土坎站，雨量654mm，次降雨量合庄站623mm。
单站最大日降雨量黄土坎站334mm，单站次最大日降雨量和阳站284.50mm。
雨区同时向中上游扩展，在郎川河、新郎川河上游一带降雨也在800～1000mm左右，因上游的山区河道坡降大，汇流速度快，对抬高下游南漪湖的水位起了很大作用，水阳江中下游及支流大范围降雨形成了较大的洪水过程。
3洪水分析3.1最高洪水位与最大流量重现期分析分别选择上游东津河沙埠水文站、西津河胡乐司水文站、汭水河誓节水文站、郎川河郎溪水文站、水阳江宣城等水文站、南漪湖南姥咀水位站、水阳江新河庄水文站分析评价洪水量级。
其中东津河沙埠水文站流域面积890km2、西津河胡乐司水文站流域面积492km2、誓节站流域面积678km2、郎溪水文站流域面积2209km2，宣城站流域面积3410km2，新河庄流域面积7594km2。
港口湾水库是水阳江上游控制性工程，于1998年10月开工，2001年3月1日下闸蓄水，2001年6月30日首台机组并网发电，2001年10月底泄洪洞（导流底孔改建）工程完成，2002年10月港口湾水利水电枢纽工程竣工验收。
水库总库容9.41亿m3，调洪库容4.09亿m3，总装机容量60MW。
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水阳江宣城水文站中长期洪水预报方案的研制与分析
摘要：模型编制依据的基本资料提供的1951年1月至1999年12月22个因子及1951年1月至1999年12月宣城水文站月平均水位水文因子，共49年同步资料。
对宣城水文站的月平均水位，用多元回归法作出预报模型，并进行检验和评定。
利用气象水文信息，开展宣城的水文预报，特别是中长期水文预报，以利于防汛抗旱、水资源合理使用及调度。
关键词：中长期；洪水预报；预报因子；相关分析；多元回归；预报模型，检验。
一、宣城概况
宣城市位于安徽省东南皖南山区与沿江平原结合地带，跨东经117゜58’～119゜40’、北纬29゜57’～31゜19’。
区域面积12340平方公里，宣城市辖境在地质分区上位于扬子准地台地区。
境内河流主要有青弋江和水阳江两大水系，均属长江流域。
宣城水文站位于水阳江中游，控制面积3410km2，洪水主要由暴雨形成。
二、资料处理与分析
以宣城水文站月平均水位为本次研制的预报对象，根据需要，选择22个气象因子共同组成参选预报因子。
根据各参数物理特性对原始资料及宣城水文站资料进行合理性、一致性分析，数据合理，资料系列完整，无需插补延长，可直接用于计算。
由于宣城水文站从1951年起有完整的水文资料，故资料系列取1951年至1993年共43年同步资料进行预报分析及拟合检验；1995年至1999年共5年同步资料进行预报方程预报检验。
为方便计算，1951～1999挑选3月、6月、10月年平均水位作为预报对象录入年平均水位，并进行预报因子挑选。
单相关系数计算公式
式中：r为单相关系数（或线性相关系数）
,分别表示和x的多年平均值；即，
xt、yt分别表示x和y的实测值，t表示年次
n为资料年限（样本数），即t=1，2……n。
单相关系数t检验
在满足r>rα的基础上，选择相关系数最大的系列为该因子相关月份系列选取；
由可信度（α=0.02）及样本数（n=43），查表得最低相关系数rα=0.3539;由可信度（α=0.05）及样本数（n=43），查表得最低相关系数rα=0.301;由于挑出的因子较多，不便于进行多元回归计算；用相关系数法进行因子筛选，以进行多元回归计算，建立多元回归模型。
预报对象y，m个已挑选出的前期预报因子xi(i=1,2……m)。
建立它们之间的相关关系得到多元线性回归方程。
如下：
bi (i=0，1,2……m)为回归系数；根据实测资料确定。
t=1,2,……..n.为资料长度。
模型检验
通过离差分析及复相关系数；剩余标准差；回归效果的F检验；拟合误差检验；预报误差检验。
得出检验结果。
各月回归方程复相关系数R、剩余标准差Sy、F检验如下：
表1
通过检验，发现各月效果显著。
根据已建立的1～12月的月平均水位预报模型所用的1952年～1994年共43年的实际平均流量对预报模型进行历史拟合检验，发现3月、6月、10月方程合格率在100%。
这种现象的出现，是与宣城水文站的流域特性相符的，宣城水文站流域较小，属山区型河流，洪水暴涨暴落，次洪水位变幅大，加上降雨的时空分布不均，导致汛期月平均流量年际变化剧烈，特大值、特小值等极值频繁出现，而非汛期月平均流量主要受流域汛期蓄水量及非汛期降雨影响。
表2
宣城水文站月平均水位拟合检验合格率分布表
具体拟合情况详见如下图：
宣城水文站3月月平均水位多元回归方程拟合图图1
宣城水文站6月月平均水位多元回归方程拟合图图2
宣城水文站10月月平均水位多元回归方程拟合图图3
三、主要结论
1.宣城水文站的汛期为5月~10月，年最高洪水多发生于每年的5月～7月，通过用多元回归法得到宣城水文站的3月、6月、10月月平均水位预报模型，3个月的拟合、预报合格率都较高；拟合检验及预报检验的合格率都达到了100%，这是由本流域的流域特性及气象水文特性所决定。
2.预报模型中所选用的预报因子前推移期为1～12个月，其中个别因子的前推移期仅为1～3个月，出现预见期短的现象，而月平均水位，特别是非汛期的月平均水位，与汛期流域的降雨量、降雨强度及降雨分布有着密切的联系。
3.由于多元回归的因子挑选信度取0.01（Ra=0.3982），相对于中长期预报来说，信度较高，所以得出的相关因子数量减少，导致复相关系数变小；由于多元回归模型在引进因子的过程中，并不分析因子之间的相互关系，而几个相关系数大的因子，未必全是方程单独影响最大的因素，所以这也导致了回归模型的效果下降；而逐步回归模型由于在引进、剔除因子的过程中，进行方差贡献计算，所以能够保证将对方程影响最大的因子引进方程，提高了模型的预报效果。
在逐步回归方程中，有部分预报因子的相关系数小，而相关系数大的因子却没有被引进，也说明了这一点。
4.在汛期，非汛期预报的这三个月的模拟检验及预报检验合格率效果较好，
预报的趋势接近，只是极值未能成功预报出来，从而说明回归模型对样本系列的预报，只是在均值左右范围内进行拟合，而对极大值、极小值等极值拟合的效果较差，这也是汛期极值出现频繁而导致预报效果差的一个重要原因。
5.由于月平均水位，主要用于水资源的合理调度、分配计算，汛期洪水以短期洪水预报为主，兼顾作月最高流量（月最高水位）预报，就能满足防汛抢险的需要；而本方案在非汛期的拟合检验及预报检验效果都很好，可以很好的运用于抗旱及水资源的管理、利用、调度、分配等预测预报工作中，充分发挥中长期预报预见期较长的优势，为宣城的社会发展及提高人民群众的生活水平提供科学的决策依据。
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