水位趋势法在西苕溪横塘村站的应用摘要：指出了西苕溪流域横塘村站水位受上游洪水及下游回水顶托的双重影响，水位流量关系曲线呈不规则绳套曲线，水位预报难度较大。从实际情况出发，采用简单且效果明显的水位趋势法预报横塘村站水位过程，取得了较为满意的效果，可以作为其他预报方法的重要补充和参考。关键词：顶托；绳套；水位预报；水位趋势法中图分类号：X83文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）16-0188-041西苕溪流域概况西苕溪位于湖州市的西南部，杭嘉湖地区西部，上游为崇山峻岭，孝丰至安城一带为狭长河谷平原，安城以下地势逐渐展开，至梅溪与长兴平原相连。整个流域西南高、东北低，因上游为地形复杂的山区，坡陡流急，下游河道蜿蜓曲折，加上受东苕溪导流及太湖顶托影响，造成洪水期泄水不畅[1]。横塘村站为西苕溪流域的重要控制站，其水位情况在防汛工作中有着重要的警示作用，洪峰水位的预报更是下游各控制站洪峰水位预报的依据。因此，研究横塘村站的水位预报方法，做好水位预报工作是十分必要的（图1）。2预报方法横塘村河道站位于安城下游约3km处，以上为山区性河流，以下河床平缓，其水位流量关系曲线受上游洪水涨落、下游回水顶托等多种因素的影响，呈复式绳套模式：同样的流量对应的水位相差很大。该站流量预报工作一直能取得令人满意的效果，但因其水位流量关系紊乱，水位预报工作难度非常大。水力学模型能解决复杂的河道水位预报问题，但这种方法对资料条件要求很高，西苕溪流域不具备使用该方法的资料条件。将复杂的问题简单化，对于水文上难以解决的问题来说不失为一种简单易行的方法，常能取得意想不到的效果。笔者考虑主要影响因子，采用水位趋势法研究横塘村站水位预报问题。采用最小二乘法拟合方程曲线，以历史数据点群与回归曲线的离差平方和最小为目标函数，即可求出回归方程（6）式中的系数。3回归分析及参数确定取横塘村站1980～2007年洪峰水位接近或超过警戒水位6.67m的洪水作为历史洪水，共25场，其中22场参加参数率定，3场用于检验。预见期和精度是矛盾的：一方面，预见期越短、精度越高，即越靠近当前时刻回归方程越能反应当前时刻的水位趋势；另一方面，预见期越长，精度越差，但对预报工作有利。因此不能为了追求精度而牺牲预见期，也不能为了追求预见期而牺牲精度，两者要权衡。另外，回归阶数代表当前时刻水位与（预见期）个小时之前个时段的各要素相关，但并不是越大相关性越好，因为每场洪水都有各自的特性，统计学方法从大容量样本中寻找规律，如果样本一致性不高，则其寻找的规律就是“大众化”的。例如，缓涨和陡涨的两场洪水，回归阶数会相差很大，对于缓涨洪水来说，可能过去6、7个时段的要素都能反应未来的水位趋势，而对于陡涨洪水来说，可能只有过去2、3个时段的要素才能反应未来的水位趋势。给出几组预见期和回归阶数的值进行回归分析，目标函数值对比如表1所示。综合考虑预见期和模拟精度，当预见期取3h，回归阶数n取为2h，建模效果较好，此时，求得回归方程如下：4精度分析及模型检验根据《水文情报预报规范》GB/T22482-2008，洪峰水位预报以预见期内实测变幅的20%为许可误差，过程预报误差以确定性系数作为指标。精度评定结果如表2所示（取其中的6场洪水为例）。由表2可知，22场洪水确定性系数均较高（在0.97以上），峰现时间也在允许误差范围之内，按照规范，洪峰水位也只有一场洪水模拟不合格。但总体来看，该方法对洪峰的模拟不够理想，误差较大。模拟效果图举例如图2所示。由图2可见，模拟计算的水位在涨、落洪段模拟效果较好，而在洪峰附近波动较大，究其原因，是该方法自身的缺陷造成的。在峰段，水位涨落趋势有突变，首先由原来的上涨变为涨平，之后，由原来的涨平变为下降，而这种实际发生的突变在发生之前无法被该方法识别，举例来说，当实际洪峰发生时，该方法却认为水位还会像之前那样上涨。等到洪峰过后，水位呈下降趋势，且超过回归阶数（n）个时段之后，该方法就会---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---熟练“记忆”水位下降的趋势，从而取得良好的模拟...