沿海平原河網區地勢平坦，河湖串聯，其洪水受上游山丘區來水、當地降雨、下游頂托 （如河口潮汐頂托、臺風增水頂托等）和人類活動等綜合影響，產匯流機制復雜。通過建立全流域水文水動力學數學模型，選取平原區水位站作為控制斷面，以計算水位與實測水位的擬合進行模型的率定驗證。在陸地水循環中，水的遷移轉化受地形、地貌與下墊面等影響，不同地區的產匯流規律是不同的，研究方法與手段需要有針對性。本文探討反映溫黃平原河網和山丘區產匯流特 征的模 擬計算方法，以0509號 “麥 莎”臺 風、“20090929”短歷時暴雨過程為率定和驗證洪水，檢驗模型結構的合理性和參數的準確性。
1 研究區域和模型原理
1.1研究區域概況
溫黃平原位于浙江省的椒江及靈江干流以南，樂清灣以北，東部和東南部瀕臨東海，總面積約2 358km2,其中山丘區、平原區各占1/2,區域內有永寧江和金清2大重要水系，河道全長4 352km,水域總面積78.09km2,多年平均降雨量1 683mm,雨量多集中在4-9月，階段雨量占全年雨量的70%~80%,多年平均水資源量22.07億m3,產水系數0.56,產水模數93.6萬m3/km2.
1.2模型的構建與輸入
流域降雨推求流域出口的河川徑流的模擬主要分為產流與匯流2部分。產流過程是指降雨經過扣損變成凈雨，匯流過程是指各分區凈雨匯集到出口控制斷面或排入河網。
溫黃平原水文模型中，平原區降雨產流按水面、旱地、水田和城鎮4類下墊面分別計算、匯流按經驗匯流曲線計算；山丘區產流采用河海大學趙人俊等人開發研制的新安江模型計算，匯 流 采 用 麥 克 錫 于1938年 提 出 的 馬 斯 京 根 法計算。
1.2.1平原區產匯流模型
針對下墊面的空間分布差別較大，根據現有的資料條件，平原區產流模型將流域平原區下墊面分為水面、旱地、水田、城鎮4類，分別采用各自的產流模型進行產流模擬。
各水利分區的產流量為分區內各種下墊面產流量的加權平均，即：R =f1RW+f2RR+f3RL+f4RC（1）式中：R為水利分區產流量（mm）;RW,RR,RL,RC為水面、水田、旱地及城鎮產流量（mm）;f1,f2,f3,f4為水面、水田、旱地及城鎮面積的比例。
利用概化河道、水閘等分割平原區河網多邊形，并進行柵格化，每個網格采用最短流程法來實現產水空間分配，并采用經驗匯流曲線模擬產水時間分配。
1.2.2山丘區產匯流模型
溫黃平原山丘區屬濕潤地區，流域內植被良好，植物根系發達，存在質地疏松的腐殖層，包氣帶只在20~30cm范圍內缺水，缺水量不過30~50mm,土壤水很容易達到田間持水量，產流方式主要是蓄滿產流，可以用三水源、三層蒸發模式的新安江模型來模擬產流過程，再采用馬斯京根法進行分區出口以下河道的洪水演算，求得匯入平原河網的流量過程。
1.2.3模型的輸入與計算
雨量及蒸發過程作為水文產匯流模型的輸入，用于計算區域的降雨產流過程，以流量作為水文模型的輸出，與沿江沿海潮位一起作為水動力模型的上下邊界條件，將平原區河網概化后的一維河網、零維調蓄區和堰壩工程單元，運用水量平衡方程原理，采用圣維南方程組求解河道水位。
2 率定與驗證
將溫黃平原流域按自然流域劃分成10個平原區、39個山丘區，采用海門、路橋、長潭水庫、溫嶺等13個雨量站以及長潭水庫、金清閘等蒸發站的資料，將時段雨量、蒸發數據輸入溫黃平原水利計算模型，選取西江閘、路橋、溫嶺等12個代表點作為水位擬合對象 （見圖1~2）。
2.1 0509號 “麥莎”臺風0509號 “麥莎”臺風于8月6日凌晨在玉環縣干江鎮登陸，此次臺風是一次典型的風、雨、潮 “三碰頭”.溫黃平原普降大暴雨，永寧江水系三日面雨量達406.3mm,其重現期大于10a一遇；金清水系三日面雨量達244.7mm,其重現期約為5a一遇。受天文大潮汛制約，河網排澇不利，致使溫黃平原長時間被洪水淹沒。期間0509號 “麥莎”臺風各站點計算水位過程與實測水位過程驗證見圖3.
2.2“20090929”短歷時暴雨該次降雨從9月28日08時開始，至10月1日06時結束。溫黃平原各縣 （市、區）面平均降雨量分別為：黃巖208mm、路橋288mm、椒江188mm、溫嶺348mm.各主要水位站點中，路橋站最高水位為3.11m,溫嶺站最高水位為3.27 m,黃 巖 西 江 閘 站 最 高 水 位 為3.58 m.期 間“20090929”暴雨各站點計算水位過程與實測水位過程驗證見圖4.
3 模型評價
3.1 0509“麥莎”臺風計算成果
定性地從圖3中可以看出，各站點實測水位過程線與模型計算過程線吻合良好，成果較為滿意。依據SL 250-2000《水文情報預報》中洪水預報成果的評價方法，選用絕對誤差與確定系數2項指標，定量地對本次洪水計算過程進行評價 （見表1）.在確定系 數 方面，除西江閘上 外，其 他 站 點 基 本 在0.90左右，說明模型計算過程線與實測過程線的吻合程度較好。西江閘過程線主要是洪峰過后的水位降落段計算與實測有一定的偏差，這種偏離一方面來源于資料的精度，另一方面也與模型中西江閘的調度方式與實際的調度方式的差別有關。
在最高水位的絕對誤差方面，除路橋站誤差稍大外，其他各站誤差均較小，但均在0.10m以內。
3.2“0929”短歷時暴雨計算成果
從圖4中可以看出，各站點實測水位過程線整體擬合較好，洪水退水段計算成果與實測數據稍有偏離。定量指標見表2,在確定系數方面，除山頭涇閘外，其他站點基本在0.90左右，說明模型計算過程線與實測過程線的吻合程度較好。
山頭涇閘確定性系數較低，從過程線上看，計算高水位出現時間與實測存在一定的誤差，實際上，對于溫黃平原閘控河道水系，高水位的出現一方面與降雨有關，另一方面直接與閘的調度相關，計算高水位出現時間晚于實測高水位時間，并且計算水位值低于實測值，這與該閘的調度控運相關，可能的原因是模型設定的控運方式、控制水位與該場洪水實際的調度方式存在一定的差別，開閘較早、時間較長、計算水位并未上漲到實測的高水位。
在最高水位絕對誤差方面，除溫嶺、山頭涇閘外，別的驗證站點誤差均較小。其中溫嶺的誤差是系統性的，可能與地形變化、零維要素設置合理性有關，山頭涇閘的問題可能與控運調度直接相關。
4 結語
運用平原區和山丘區產匯流模型在溫黃平原水利計算模型進行了2005年 “麥莎”臺風、 “20090929”短歷時暴雨過程水位過程的模擬，從模擬的精度來看，代表站水位過程的確定性系數均在0.8以上，模擬的精度較高，達到了預期目標。
溫黃平原水利計算模型中水文模型都是基于已有研究成果，概念清楚，結構簡單，模型的參數決定于流域的氣候、地質、地貌、土壤、植被等自然條件，因此是有地區規律的。直接根據流域的自然條件來確定模型的參數已有一些研究，如WM、UM、DM、B、C等這些參數都給出了地區的大致取值范圍[1-4].但是對于新安江模型的匯流參數如CS（河網水流消退系數）、馬斯京根參數與下墊面的關系研究較少。由于資料限制，許多流域信息、特征、地理信息特征無法準確獲得和使用，使得對于水文模型與流域下墊面之間的關系研究較少。根據溫黃平原水文模型構建和模擬的經驗，所運用的方法和模型結構有利于實際應用，但應在進一步研究過程中注重利用3S、DEM等精確描述流域相應的空間變異性資料，從而加強模型的物理基礎與可靠性；另一方面，針對溫黃平原水環境現狀，也要繼續研究水質、水溫、水生植物等對產匯流過程，尤其是蒸發過程的影響等。
參考文獻：
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