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二阶合成流量模型在南宁站洪水预测预警的应用

更新时间：2009-03-28

1 流域概况

郁江是珠江流域西江水系的主要支流之一，由上游左、右江两条支流汇合而成（见图1）。其中左江发源于越南北部的凉山省境内，右江发源于我国云南省的广南县，左右江在南宁市郊区宋村汇合后称为“郁江”。郁江（南宁段称为邕江）自西向东穿过市区，将南宁市自然分划成南北两岸。南宁站是郁江上游的控制站，集水面积72 656 km2。左江的控制站崇左站，左江支流有明江、黑水河，崇左站上游主要龙州、宁明、新和站；右江的控制站隆安站，右江支流有龙须河、英竹河，隆安站上游主要百色、荣和、英竹站。

郁江及上游的左、右江控制站受水利工程影响情况，南宁站上游受老口电站的影响，崇左站受上游左江电站影响，隆安站受上游金鸡滩电站影响，百色站受百色水利枢纽影响。

  

图1 南宁站流域内流量站点分布示意图

2 社会需求

随着经济社会快速发展，江河水情信息已成为社会公共安全不可或缺的重要部分，特别是水情预警信息，它为生命和财产的安全和保护赢得宝贵时间，时间就是生命，时间就是金钱。每当洪水灾害发生之前，迫切需要得到预警信息，这种预警信息是经过科学预见，这就是洪水预测预报的预见期。洪水预测预报的预见期越长越好，但是预见期越长预报的准确率较低，预报效果差。要在预报准的前提，去探索延长预见期的有效方法。本文在应用合成流量法预报洪峰水位的基础上，加入新的理念，这就是二阶合成流量模型的洪水预警方法。

据了解，液空中国将于2020年底前在中国持续推广“SIO前瞻”项目，并且不断引入液空在其他国家实施的成功经验。同时，为了顺应“SIO前瞻”项目的实施，DPC也会在未来几年完成两方面的重要转型：一是随着集中运行项目的实施，DPC将通过安全、可靠、高效的方式，负责大范围内集中化运行的管理和执行；二是通过运用更先进的大数据分析技术和新型数字化工具，实现更智能、更全面和更快速的决策制定，持续向“卓越运行”迈进。

3 基本依据

上游多支流的合成流量关系式：

 

Qz为Qa1、Qa2、Qa3、Qb1、Qb2、Qb3流量之和;

为上游合成流量，m3/s。

生姜汁 （g/100 mL） 75＞25＞50＞100，乳酸链球菌素 （g/100 mL） 0.15＞0.05＞0.10＞0.20，柠檬酸（g/100 mL）0.40＞0.70＞1.00＞1.30，魔芋葡甘聚糖 （g/100 mL） 0.80＞1.00＞0.60＞0.40，海藻酸钠 （g/100 mL） 0.50＞1.00＞2.00＞1.50，甘氨酸 （g/100 mL） 0.05＞0.10＞0.15＞0.20。

τi为干流及各支流流量的传播时间，h；

由左江的控制站崇左站断面流量Qa、右江的控制站隆安站断面流量Qb及区间流量Qx汇流至南宁（三）站断面的合成流量Qt（汇流历时24～30 h），一阶合成流量模型为：

4 模型建立

4.1 基本思路

n为上游测站断面数。

此报道中，作者使用了缓和型变动语中的间接缓和语the committeesaid,还有直接缓和语may，描述了飞机失事的原因。

 

Ko为南宁（三）站二阶区间流量相关系数。

Qa为左江的控制站崇左站断面流量，Qa=Qa1+Qa2+Qa3；

By adopting the method of density matrix, linear IOACs α(1)(ω), and the third-order nonlinear IOACs α(3)(I, ω) can be given as follows[14, 15, 18, 19]:

Qb为右江的控制站隆安站断面流量。Qb=Qb1+Qb2+Qb3；

以上，我们从小组合作学习之于初中数学教学活动的意义入手，对初中数学课堂上如何开展小组合作学习进行了思考与探究。新课程标准背景下，初中数学的教学模式和教学手段都得到了一定程度的丰富。但是要想真正取得效果，实现初中数学教学的有效性，还需要教师更多地根据学生学情以及学生发展规律来制订教学计划，完善教学方法。

Qx为区间流量；

Qa1、Qa2、Qa3、Qb1、Qb2、Qb3分别为龙州站、宁明站、新和站、百色站、荣和站、英竹站断面流量。

对于这些疑问，在现今众多涉及音乐作为文本的研究中，存在不同的看法，一些问题却并没有完全得以解决。本文试图从现已存在的研究中，发现问题加以分析，试图推导出音乐作品作为文本来研究的可能性途径。

由崇左站上游的龙州Qa1、宁明Qa2、新和站Qa3断面流量、隆安站上游的百色Qb1、荣和Qb2、英竹Qb3站断面流量及区间流量Qx汇流至南宁（三）站断面的合成流量QT（汇流历时48～50 h），二阶合成流量模型为：

 

式中：Qe为南宁（三）站断面二阶合成流量。

 

表1 左江宁明、右江百色至郁江南宁汇流历时

  

右江汇流时间/h相间河长/km左江汇流时间/h相间河长/km百色至隆安26 254龙州至崇左12 106荣华至隆安26 254宁明至崇左18 199英竹至隆安18 83新和至崇左12 64隆安至南宁24 152崇左至南宁30 179历时50 406历时48 378

4.2 资料选择

选择郁江南宁（三）站、左江上游的龙州、宁明、新和站、右江上游百色、荣华、英竹站，从2008年至2015年16场次洪水，以郁江南宁（三）站水位在68 m以上的洪水作资料分析，水位变幅68.00～76.00 m，流量变量：4 100～11 100 m3/s。

大气污染物排放标准日趋严格，在湿法脱硫后增加湿式电除尘器可实现对PM2.5、SO3、石膏雾滴和重金属等污染物进一步脱除，有利于改善电厂周边的生态环境，成为燃煤电厂实现超净排放的工艺路线之一。而与吸收塔集成的一体式湿式电除尘器，是在传统结构上的一种创新，实现了脱硫-除尘一体化布置，有效解决了湿式电除尘器布置难的问题，具有一定的技术先进性，值得进行推广应用。

4.3 相关模型

4.3.1 合成流量与合成流量系数关系模型建立

根据（3）式二阶合成流量模型得：Qe=Qa1+Qa2+Qa3+Qb1+Qb2+Qb3+Qx。

第一，从服务的内容上看，烹调、保洁、操持家务、婴幼儿保育、照料长者、看护病人、护理孕妇、家务管理、家庭教育和娱乐等，均属于家政服务的内容，也应该是未来家政行业所要涉及的领域。

  

图2 南宁（三）站二阶流量Qz～系数Kt关系线

 

表2 南宁（三）站二阶流量Qz相关系数Kz计算表m3/s

  

1234567891 0 11 12 13 14 15 16 2008.8.08～11.13：00 2008.9.27～30.04：00 2008.11.02～5.10：00 2009.7.05～7.00：00 2010.7.24～27.01：00 2012.7.28～31.08：00 2012.8.19～21.17：00 2013.8.23～26.16：00 2013.9.04～7.11：00 2013.11.11～14.5：00 2014.7.20～23.20：00 2014.9.18～20.12：00 2015.7.28～30.11：00 2015.7.30～2.05：00 2015.8.03～5.11：00 2015.9.12～14.12：00 3 170 6 200 4 280 2 380 2 900 2 530 3 200 2 910 2 410 2 430 5 310 5 070 800 2 600 3 970 610 2 860 4 530 3 460 120 910 230 3 100 1 000 1 650 2 930 3 090 3 130 1 130 900 1 000 150 1 190 1 600 1 150 1 870 1 330 1 720 1 400 1 400 550 350 1 360 1 520 1 220 900 915 270 403 600 2 300 320 60 960 880 440 350 510 870 710 340 406 526 3 150 405 400 230 220 330 380 160 270 100 15 307 500 30 87 126 140 206 320 120 120 140 130 80 180 70 11 254 300 50 52 62 35 8 234 13 650 11 540 5 030 5 670 5 950 8 820 6 200 5 130 6 246 11 191 11 230 3 570 4 945 6 599 4 355 8 840 11 100 9 810 5 930 5 610 6 530 8 300 6 850 5 580 5 820 9 940 10 100 4 100 5 700 6 800 4 620 0.931 1.230 1.176 0.848 1.011 0.911 1.063 0.905 0.919 1.073 1.126 1.112 0.871 0.868 0.970 0.943

 

式中：Qe为南宁（三）站二阶合成流量;

实验确定的静岩压对应的深度为1.1～3.5km(按地壳平均密度2.7g/cm3计算)，所获得的温度压力都是均一时的，而不是捕获时的，因此所求得的静岩压力均是最小的。考虑到盐度变化范围较大的特征，可能代表着一定的大气水的加入，所以胡家庄碳酸岩型稀土矿所处的深度应该为静水—静岩压过渡阶段，大致估算成岩/成矿深度约为2.5～3.5km，反映了侵位后的温度、压力环境。

式中：Q下,t为下游站汇出流量，m3/s；

Qx为南宁（三）站二阶区间流量。

（2）在开挖区域平整处理后，施工人员可在预裂线前后1.2m范围内进行基岩面清理作业。在基岩面清理完毕后，工程监理人员可依据设计方案，对放线点测量坐标进行再次审核。随后进行逐孔测量。并采用颜色鲜艳的油漆进行孔位标注及编号。需要注意的是，在方位点标注阶段，需要选择距离预裂线3.5m位置，在已固定钢管上进行预裂孔方位点设置。并控制预裂孔孔位偏差在5.0%孔距以下，孔深超欠误差在±4.5cm之间，孔倾角偏差在±1.0%孔深左右；而在爆破孔设置期间，由于该高拱坝拱肩槽开挖方式为发散式布孔模式。孔口间距及孔底间距应在1.8～2.0m之间。

 

式中：Qx为南宁（三）站二阶区间流量，m3/s；

 

其中，。

2018年9月6日，广东省召开共建“平安西江”2017—2018年度总结评估会，由广东海事局牵头的共建“平安西江”活动取得阶段性成效，西江安全发展共商、安全生态共创、安全风险共治、安全成果共享的局面正在形成。

Kz为南宁（三）站二阶流量Qz相关系数（见表2），建立南宁（三）站二阶流量Qz～相关系数Kt关系（见图2）。

Kx为二阶区间流量Qx相关系数。

从理论上，Qz+Qx=Qc。但实践中，Qz+Qx≠Qc原因是区间建成水利枢纽调蓄部分来水量，造成区间流量Qx与理论值存在偏差。因此，二阶合成流量模型建立的关键技术就是建立二阶区间流量Qx与二阶流量Qz的两者相关，二阶区间流量相关系数Ko。

 

根据（7）式计算Ko，建立南宁（三）站二阶区间流量Qx～系数Ko相关（见图3），经计算分析得，南宁（三）站二阶区间流量Qx～系数Ko相关得关系式为：

 

其中：Qc为南宁（三）站断面实测流量。

式中：Qt为南宁（三）站断面一阶合成流量；

根据区间流量Qxo=Kn·Qz、二阶合成流量Qe=Qz+Qxo，计算区间流量QXo和二阶合成流量Qe（见表3）。

 

表3 南宁（三）站二阶合成流量Qe计算表

  

洪号QzQxKxKoKyKnQxoQeQc年月日时2008.9.27～30.04：00 2008.11.02～5.10：00 2014.7.20～23.20：00 2014.9.18～20.12：00 2012.8.19～21.17：00 2015.8.03～5.11：00 2013.9.04～7.11：00 2015.7.28～30.11：00平均13 650 11 540 11 191 11 230 8 820 6 599 5 130 3 570-2 550-1 730-1 251-1 130-520 201 450 530-0.187-0.150-0.112-0.101-0.059 0.030 0.088 0.148 0.013 0.050 0.088 0.099 0.141 0.230 0.288 0.348 0.047 0.110 0.121 0.119 0.192 0.258 0.302 0.349-0.153-0.090-0.079-0.081-0.008 0.058 0.102 0.149-2 090-1 037-888-904-73 385 526 533 11 560 10 503 10 303 10 326 8 747 6 984 5 656 4 103 11 100 9 810 9 940 10 100 8 300 6 800 5 580 4 100准确率∮/%95.9 92.9 96.3 97.8 94.6 97.3 98.6 99.9 96.7

表3中，，Ko=Kx+0.2（坐标计算常数），Ky=-0.00003Qx+0.45638，Kn=Ky-0.2（坐标还原常数）。

计算区间流量 QXo=Kn·Qz。其中，Qz=Qa1+Qa2+Qa3+Qb1+Qb2+Qb3。

准确率，其中，二阶合成流量：Qe=Qz+Qxo，Qc为南宁（三）站实测流量。

4.3.2 二阶合成流量与洪峰水位关系模型建立

南宁（三）站二阶合成流量模型的预测合成流量Qm计算（见表4）。

  

图3 南宁（三）站二阶区间流量Qx～系数Ky关系线

 

表4 南宁（三）站采用二阶合成流量模型预测洪峰水位Zm计算表m3/s

  

11 12 13 14 15 16 2 008.8.08～11.13：00 2 008.9.27～30.04：00 2 008.11.02～5.10：00 2 009.7.05～7.00：00 2 010.7.24～27.01：00 2 012.7.28～31.08：00 2 012.8.19～21.17：00 2 013.8.23～26.16：00 2 013.9.04～7.11：00 2 013.11.11～14.5：00 2 014.7.20～23.20：00 2 014.9.18～20.12：00 2 015.7.28～30.11：00 2 015.7.30～2.05：00 2 015.8.03～5.11：00 2 015.9.12～14.12：00统计8 234 13 650 11 540 5 030 5 670 5 950 8 820 6 200 5 130 6 246 11 191 11 230 3 570 4 945 6 599 4 355 0.009-0.153-0.09 0.105 0.086 0.078-0.008 0.07 0.102 0.069-0.079-0.081 0.149 0.108 0.058 0.126 77-2 090-1 037 531 489 463-73 436 526 431-888-904 533 534 385 548 8 311 11 560 10 503 5 561 6 159 6 413 8 747 6 636 5 656 6 677 10 303 10 326 4 103 5 479 6 984 4 903 73.60 75.89 74.70 69.83 69.61 71.02 73.06 71.21 69.63 70.02 74.11 74.87 67.95 69.64 70.86 68.16 8 479 11 728 10 671 5 729 6 327 6 581 8 915 6 804 5 824 6 845 10 471 10 494 4 271 5 647 7 152 5 071 8 840 11 100 9 810 5 930 5 610 6 530 8 300 6 850 5 580 5 820 9 940 10 100 4 100 5 700 6 800 4 620 72.97 76.74 75.52 69.78 70.48 70.77 73.48 71.03 69.89 71.08 75.28 75.31 68.09 69.69 71.43 69.02 72.77 76.54 75.32 69.58 70.28 70.57 73.28 70.83 69.69 70.88 75.08 75.11 67.89 69.49 71.23 68.82-0.83 0.65 0.62-0.25 0.67-0.45 0.22-0.38 0.06 0.86 0.97 0.24-0.06-0.15 0.37 0.66√√√√√√√√√√√√√√√√100%

表4中，预测洪峰水位Zm=Zt-S。，修正常数经计算得：So=0.20。Ky=-0.00 003Qx+0.45 638，Kn=Ky-0.20。

 

根据南宁（三）站二阶流量Qz和二阶区间流量Qx～系数Ky关系式：Ky=-0.00 003Qx+0.45 638，计算二阶区间流量Qx，接着计算二阶合成流量Qe=Qz+Qx。对二阶合成流量Qe与实测洪峰流量Qc进行修正，修正值则二阶合成流量修理值Qm=Qe-△Qe，经计算得△Qe=-168。

以南宁（三）站实测洪峰流量Qc与洪峰水位Zc建立相关，得二阶合成流量与洪峰水位关系模型见图4：

  

图4 南宁（三）站洪峰水位流量关系线图

5 洪水预警方案建立

根据建立南宁（三）站二阶区间流量Qx～系数Ky关系模型（9）式和二阶合成流量与洪峰水位关系模型（10）式进行计算，所得南宁（三）站预测洪峰水位Zt，修正洪峰水位Zs，按Zs=Zt-0.20计算，将修正洪峰水位Zs与对照广西壮族自治区江河洪水预警信号发布标准，得出洪水预警等级，从而建立南宁（三）站应用二阶合成流量模型进行洪水预警方案（见表5）。

 

表5 南宁（三）站应用二阶合成流量模型进行洪水预警方案m3/s

  

1234567891 0 11 12 13 14 15 16 8 234 13 650 11 540 5 030 5 670 5 950 8 820 6 200 5 130 6 246 11 191 11 230 3 570 4 945 6 599 4 355 0.009-0.153-0.09 0.105 0.086 0.078-0.008 0.07 0.102 0.069-0.079-0.081 0.149 0.108 0.058 0.126 77-2 090-1 037 531 489 463-73 436 526 431-888-904 533 534 385 548 8 311 11 560 10 503 5 561 6 159 6 413 8 747 6 636 5 656 6 677 10 303 10 326 4 103 5 479 6 984 4 903 73.60 75.89 74.70 69.83 69.61 71.02 73.06 71.21 69.63 70.02 74.11 74.87 67.95 69.64 70.86 68.16 8 479 11 728 10 671 5 729 6 327 6 581 8 915 6 804 5 824 6 845 10 471 10 494 4 271 5 647 7 152 5 071 72.97 76.74 75.52 69.78 70.48 70.77 73.48 71.03 69.89 71.08 75.28 75.31 68.09 69.69 71.43 69.02 72.77 76.54 75.32 69.58 70.28 70.57 73.28 70.83 69.69 70.88 75.08 75.11 67.89 69.49 71.23 68.82-0.83 0.65 0.62-0.25 0.67-0.45 0.22-0.38 0.06 0.86 0.97 0.24-0.06-0.15 0.37 0.66 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 48 h 72.50 76.50 75.00 69.50 70.50 71.50 73.00 71.00 70.00 71.00 75.00 75.00 68.00 69.50 71.00 69.00黄色橙色橙色蓝色蓝色蓝色黄色蓝色蓝色蓝色橙色橙色不发蓝色蓝色蓝色

6 洪水预警方案应用

南宁（三）站2016年8月14～20日，因受强降雨及台风“电母”影响，郁江流域普降大到暴雨，郁江上游左、右江出现两次洪水。根据南宁（三）站应用二阶合成流量模型进行洪水预警方案，提前48 h分别计算预测出8月16日、19日两次洪峰水位69.54 m、70.10 m大于69.40 m的洪水蓝色级别（见表6、表7），即时发布南宁河段洪水蓝色预警信号，比原预报方案提前24 h发布，预测洪峰水位误差分别为0.34 m、-0.15 m，预测合格率100%。

 

表6 南宁（三）站实用洪水预测计算表m3/s

  

16011 7301 5101 320170209554 9940.1075325 526 1602 2016.08.14～16.15：00 2016.08.16～19.20：001 8301 6301 300480209555 5040.0915016 005

 

表7 南宁（三）站实用洪水预警表

  

1601 1602 5 526 6 005 5 694 6 173 5 511 5 990 69.74 70.30 69.54 70.10 48 48 69.50 70.00蓝色蓝色69.20 70.25 0.34-0.15合格合格

7 结语

二阶合成流量模型是在原有的预报方案基础上，进行预报技术延伸，解决预报预见期短，因而影响洪水预警的时效性的问题。本着在预报“准”的前提下，创新方法探索延长预见期。二阶合成流量模型在应用南宁站洪水预警的应用，并取得了成功。二阶合成流量法实用简单，预测准度高。由于二阶合成流量法是新方法，因预见期长而受预见期内降水影响则多。因此，预报分析时要考虑因降水补充来水量。

 
韦广龙，黎协锐
《广西水利水电》 2018年第01期
《广西水利水电》2018年第01期文献

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