〖摘要〗 反推水庫入庫洪水流量是編制水庫水文預(yù)報方案的基本必需資料， 是水庫工程調(diào)度運行不可缺少的主要依據(jù)，是水庫及水庫下游區(qū)域防汛抗旱決策的必要條件。因此，運用正確的方法反推出符合實際的水庫入庫洪水流量過程，在現(xiàn)實中具有重要意義。

〖關(guān)鍵詞〗 調(diào)節(jié)流量 出庫流量 洪峰流量 洪峰模數(shù) 洪水總量

一、 基本資料

反推水庫入庫洪水的主要目標：推求場次洪水的洪峰流量、峰現(xiàn)時間、洪水總量及場次洪水的入庫洪水流量過程。

反推水庫入庫洪水需要的基本水文資料主要有：水庫壩上水位過程；總出庫流量過程和水庫的庫容曲線（水庫水位～容積關(guān)系表）或水庫庫區(qū)地形圖；水庫大壩以上集水面積，場次洪水相對應(yīng)的水庫以上集水區(qū)域的降水資料，上游入庫控制站實測場次洪水過程和相關(guān)資料（如集水面積等、水庫以上流域地形圖）。

前者是反推入庫洪水流量過程必備資料，后者則是對反推入庫洪水流量過程進行合理性分析檢查的必需資料。

二、基本原理

反推入庫洪水流量過程的基本原理，為時段（洪水場次）水庫水量平衡方程。水庫時段（場次洪水）的水量平衡方程為：

W_i+W_q=W_o+W_g±△W

W_i--場次洪水入庫水量；

W_q--場次洪水庫面產(chǎn)（虧）水量；

W_o--場次洪水出庫總水量；

△W--場次洪水始末庫容變化量；

W_g--場次洪水水庫滲漏水量。

W_q =1/100000(P-kE₀) A

P、E₀--場次洪水庫面降水量和水面蒸發(fā)量（mm）；

A--庫面水面面積（km²）；

k--實際觀測的水面蒸發(fā)量與水庫庫面蒸發(fā)量間折算系數(shù)；

1/100000--單位換算系數(shù)；

Ｗ--水量，單位：108m³。

對于水庫的場次洪水而言，W_q為產(chǎn)水量（場次洪水時段短，雨期蒸發(fā)量小），但由于庫面面積占水庫大壩以上流域面積的比重很小，W_q對入庫洪水過程及洪峰流量的作用較小，另外場次洪水中水庫大壩的滲漏水量也相對極小，因此，在實際操作中把場次洪水水量平衡方程中的W_q項并入W_i，W_g項并入W_o，這樣場次洪水的水量平衡方程可簡化為：W_i =W_o±△W 。用場次洪水的簡化水量平衡方程原理反推的入庫洪水流量過程實際為壩址斷面的洪水流量過程。對于水面較大的水體，如大型湖泊，W_q應(yīng)單獨計算。

三、推求方法

場次洪水的入庫洪水過程中，任意時刻的入庫流量等于同時刻水庫的調(diào)節(jié)流量與總出庫流量之和，即： 

Q_ti= Q_調(diào)ti + Q_0ti

Q_ti --ti時刻入庫流量，

Q_調(diào)ti--ti時刻水庫調(diào)節(jié)流量，

Q_0ti --ti時刻實測總出庫流量。

Q_0ti由實測的總出庫流量過程提供，一般在水庫水文要素摘錄資料中已列出，可直接使用，也可在總出庫流量過程線上讀取。因此，主要需推求場次洪水中，水庫調(diào)節(jié)流量過程中任意時刻的調(diào)節(jié)流量Q_調(diào)ti。

Q_調(diào)ti=△W_{△t i}/△ti (△t =1s)

△W_△ti使用場次洪水中水庫壩上水位代表站，在（△ti）時段始末的水位，依據(jù)庫容曲線計算。△W_△ti/△t_i為場次洪水中各（△t_i）時段水庫的平均調(diào)節(jié)流量，用△W_△ti/△t_i點繪的調(diào)節(jié)流量過程為多柱狀組成的流量過程。對柱狀組成的流量過程按割補相等法則（按多柱狀組成的流量過程趨勢不變，保持場次洪水始末的庫容變量不變），勾繪成光滑連續(xù)的調(diào)節(jié)流量過程線（曲線），即是本場次洪水水庫調(diào)節(jié)流量過程初始過程線。

將實測的場次洪水總出庫流量過程線與推求的相應(yīng)場次洪水水庫調(diào)節(jié)流量的初始過程線（光滑連續(xù)曲線）疊加，即得到初步的該場次洪水的入庫洪水流量過程。

四、△t的確定

從理論上說△t取得越短，計算出的調(diào)節(jié)流量越接近實際。其實不然，由于水位觀測存在誤差，△t取得越短，就有可能使真實過程被誤差淹沒，往往出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，同時計算工作量也很大。△t取得過長，最大調(diào)節(jié)流量被均化，甚至丟失，不能反映出最大調(diào)節(jié)流量。因此，△t的確定需要根據(jù)已有資料現(xiàn)狀，進行綜合分析確定。目前，△t的確定基本上有兩種方法。

1.固定△t時段長度的方法。此方法一般用于人工觀測水庫壩上代表站水位使用。主要根據(jù)水庫來水面積和已有的水位觀測資料段（次）。確定△t的固定時段，以能反映出場次洪水中水庫代表站水位的變化過程（不可將漲、落趨勢并入一個△t時段內(nèi)）。

2.不固定△t時段長度的方法。此方法主要是建立在水庫代表站有水位自記記錄的基礎(chǔ)上。即根據(jù)場次洪水水庫代表站自記水位過程線的漲、落趨勢和漲、落變率，按漲、落趨勢一致，漲、落變率基本相同為原則，確定△t時段長度，△t時段長度是動態(tài)的。

五、合理性分析與修正

實測的場次洪水總出庫流量過程線與推求的相應(yīng)場次洪水水庫調(diào)節(jié)流量的初始過程線（光滑連續(xù)曲線）疊加，得到的初始入庫洪水流量過程，除總水量符合水量平衡外，其過程有可能仍存在不合理現(xiàn)象，必須要對反推的初始入庫洪水流量過程線做綜合合理性分析并修正。

1.反推入庫洪水流量過程的合理性分析。場次洪水入庫流量過程中，任意時刻Q_ti≥0m³/s。但由于調(diào)節(jié)流量Q_調(diào)ti在落水的△t_i時段為負值，因此場次洪水總出庫流量過程與相應(yīng)推求的場次（光滑連續(xù)曲線）水庫調(diào)節(jié)流量過程疊加，得到的場次初始入庫洪水流量過程中，可能會出現(xiàn)Q_ti＜0m³/s的不合理情況；其次推求的初始入庫洪水流量過程中有可能不是光滑連續(xù)曲線，不符合水流運動的連續(xù)原理。

2.洪峰流量的合理性分析。反推入庫洪水流量過程中，洪峰流量的合理性分析，一般采用峰量關(guān)系法、洪峰模數(shù)對比法。
峰量關(guān)系法：根據(jù)水庫建庫前壩址處實測資料建立的峰量關(guān)系與反推的峰量關(guān)系進行對比分析；利用上游入庫站的峰量關(guān)系與水庫反推的峰量關(guān)系進行比較分析。

洪峰模數(shù)對比法：利用同場次上游入庫站洪水的洪峰模數(shù)與反推的洪峰模數(shù)之間關(guān)系進行分析。在水庫集水區(qū)范圍，若降雨情況相同，上游入庫站的洪峰模數(shù)應(yīng)大于下游站洪峰模數(shù)。降雨情況分布不同則要根據(jù)降雨量、雨區(qū)位置具體分析其合理性。也可利用水庫在建庫前的實測資料，分析其降雨量、降雨的區(qū)間分布與洪峰模數(shù)關(guān)系，結(jié)合反推場次入庫洪水的實測雨量資料與反推的洪峰模數(shù)進行合理性分析。

3.峰現(xiàn)時間的合理性分析。反推入庫洪水流量過程中峰現(xiàn)時間的合理性分析，有降雨過程中心與峰現(xiàn)時間關(guān)系分析法，上游入庫站的峰現(xiàn)時間對比法。

降雨過程中心與峰現(xiàn)時間關(guān)系分析法：根據(jù)水庫建庫前實測資料分析的降雨過程中心與峰現(xiàn)時間關(guān)系，結(jié)合反推場次入庫洪水的實測雨量資料分析反推入庫洪水流量過程中峰現(xiàn)時間的合理性；也可利用上游入庫站同場次洪水降雨過程中心與峰現(xiàn)時間關(guān)系分析反推入庫洪水流量過程中峰現(xiàn)時間的合理性。

上游入庫站的峰現(xiàn)時間對比法：水庫集水區(qū)范圍內(nèi)同場次洪水的峰現(xiàn)時間，當(dāng)降雨情況相同時，上游入庫站的峰現(xiàn)時間早于反推入庫洪水流量過程中峰現(xiàn)時間；當(dāng)降雨情況不同時，則要根據(jù)降雨的起始時間、降雨量、降雨強度與降雨的區(qū)間位置，具體分析反推入庫洪水流量過程中峰現(xiàn)時間合理性。

4.初始入庫洪水流量過程線的修正。經(jīng)過合理性分析，可發(fā)現(xiàn)已反推出初始入庫洪水流量過程線存在不合理現(xiàn)象的，需要根據(jù)合理性分析結(jié)論，對初始入庫洪水流量過程線進行合理性修正。對初始的入庫洪水流量過程修正，應(yīng)根據(jù)合理性分析結(jié)論，按水量平衡法則進行修正。修正后的最終反推入庫洪水流量過程，應(yīng)滿足入庫流量任意時刻Q_ti≥0m³/s；入庫流量過程為光滑連續(xù)曲線，并且與本次降雨過程對應(yīng)；洪峰流量及峰現(xiàn)時間在允許的誤差范圍內(nèi)。用修正后的最終反推入庫洪水流量過程減去相應(yīng)的實測場次洪水總出庫流量過程，得到修正后最終的調(diào)節(jié)流量過程（需要列出最終調(diào)節(jié)流量過程的情況），實測場次洪水總出庫流量過程形狀不得有任何改變。

六、結(jié)語

在水庫防汛調(diào)度決策中經(jīng)常需要根據(jù)預(yù)報的降雨量，推求出入庫洪水流量的洪峰流量、峰現(xiàn)時間和流量過程作為依據(jù)。要準確推求出入庫洪水的洪峰流量、峰現(xiàn)時間和流量過程，這就需要根據(jù)具體水庫（湖泊），深入細致分析水庫（湖泊）流域的下墊面資料和水文資料，準確分析出多場次不同量級反推入庫洪水流量資料，為準確制定水庫（湖泊）洪水預(yù)報提供基礎(chǔ)資料。