Page 18 - 《水文》2023年第5期

第5期 韩臻悦等：基于降雨径流关系的山洪动态临界雨量计算研究 15

图2 岔巴沟流域山洪模拟结果
Fig.2 Simulation results of flash floods in the Chabagou watershed
雨历时初始土壤含水量与临界雨量之间的对应关系符 数中，计算得到对应的临界雨量。若实际降雨量高于
合多项式分布规律，以最小二乘法准则进行三次多项 临界雨量则触发山洪预警，反之则表明山洪未成灾，无
式拟合，R 均高于0.99，回归效果显著（表4）。 需进行预警。
2
由检验结果（表 5）可知，基于降雨径流关系计算
得到的动态临界雨量在实际山洪预警应用中的准确率
达到了 85.7%，总体上能够实现较准确的山洪预警。
为了更好的提高山洪预警准确度，对本次验证中预警
错误的场次进行分析，发现在21场山洪预警的验证中
共出现了两次漏报及一次误报。其中漏报的山洪洪号
分别为19820730和19900704，即实际降雨量并未达到
临界雨量，但实测洪峰流量已达到预警流量，导致未正
确发出山洪预警。洪号为 20160813 的洪水在验证中
发生误报，即实际降雨并未引发山洪，但根据临界雨量
的计算触发了山洪预警。
图3 不同历时降雨动态临界雨量
3.3 合理性分析
Fig.3 Critical rainfall for different rainfall duration distribution
对动态临界雨量计算原理进行分析后，选取影响
表4 不同历时降雨动态临界雨量拟合函数
产流过程的参数土壤蓄水容量W ，分析其变化对预警
Table 4 Fitted polynomial functions for different rainfall m
duration distribution 结果的影响。以 1980—2019 年间 20 场降雨数据为基
降雨历时 拟合函数 R 2 础，逐次逼近法计算岔巴沟流域蓄水容量（图4）。在动
2
1 h y=23.89-0.38x+0.006 3x -0.000 097x 3 0.997 态临界雨量计算中，为了方便，流域蓄水容量取多年平
2
均值W =62 mm，但其变化总体呈波动上升的趋势。
2 h y=41.2-0.49x+0.001 5x -0.000 06x 3 0.999
m
2
3 h y=57.64-0.72x+0.003 6x -0.000 1x 3 0.997
由于小流域综合治理等举措的实施，岔巴沟流域
2
6 h y=92.82-1.19x+0.007 6x -0.000 18x 3 0.999
在1980—2019年间下垫面发生了明显的变化，其中以
2
12 h y=157.39-2.31x+0.027x -0.000 45x 3 0.999
植被覆盖变化为代表的影响因素会改变流域蓄水容量
3.2 基于动态临界雨量的山洪预警应用 的大小。植被能够延缓径流、增加下渗时间，因此植物
选取21场典型洪水过程进行验证，其中有12场洪 生长过程中根茎的生长可以起到松动土壤、改变土壤
水成灾，9场洪水未成灾，将场次降雨的初始土壤含水 蓄水容量的作用 [19-20] 。岔巴沟流域1982—2015年年平
量输入到对应降雨历时的动态临界雨量拟合多项式函 均 NDVI 表现为波动上升趋势 ，NDVI 值介于 0.20～
[21]