不同雨量計算方法的應用
防汛抗洪決策的一個重要依據是水位和流量的變化,而對水位和流量的預報依賴于對流域內面降雨量的估計。目前,我國水文部門主要用降雨實況資料計算面雨量,從而計算徑流、預報水位和流量,至今沒有預報的面雨量,這就限制了洪水預見期的延長。只有準確的流域面雨量作為水文模式的初值, 才可能盡量延長洪水預見期。在歐美一些發達國家,面雨量預報早已用于水文預報,而在我國這方面的技術研究和業務服務則正處于起步階段。
由于流域面雨量能客觀地反映該流域降雨情況,因此在分析和預報水情變化時應用非常廣泛,為水文學上一個重要參數。算術平均法簡便易行,但只適用于流域面積小、地形起伏不大,且測站多而分布又較為均勻的流域,秦承平等人利用算術平均法對清江流域和長江上游干支流域面雨量進行了探討, 結果證明對三峽區間氣象測站分布比較均勻,雨量資料較為齊全的情況下,算術平均法簡單易行;格點法能較好地反映降水的連續性;等雨量線法精度高,但較多地依賴于分析技能,而且操作比較復雜,不便于日常業務使用;泰森多邊形法或三角形法,考慮了各雨量站的權重,而且當測站固定不變時,各測站的權重也不變,比算術平均法更合理,精度也較高,因此應用較廣。
泰森多邊形法又叫垂直平分法或加權平均法。該法首先求得各雨量站的面積權重系數,然后用各站點雨量與該站所占面積權重相乘后累加即得。雨量站權重數的求法是將流域內各相鄰雨量站用直線相連,作各連線的垂直平分線, 這些平分線相交,把流域劃分為若干個多邊形,每個多邊形內都有且僅有一個雨量站。此種方法計算面雨量時考慮了測站的權重,精度較高,對測站分布不均勻的流域尤為適合。我國水利部門大多采用求積儀求取各測站的控制面積,但是在考慮的流域較多,站點也很多的情況下,所組成的多邊形面積小, 個數多,用求積儀求面積操作起來不方便。
因此,必須實現業務自動化。在計算機上實現面雨量計算程序自動化,其技術難點在于確定環繞每一個站點多邊形的唯一性和確定任意多邊形的面積上。權重分布法,即使用不同的權重,把歷史預報效果好的給予較高權重,效果差的則相反,綜合集成。較為客觀地確定了海河流域及其支流域的邊界,實現了各支流域內代表站點在計算機上自動選取。選定了能較好地反映實際情況的泰森多邊形法作為面雨量計算的主要方法,計算各支流域面雨量實況和預報,實現各支流域面雨量實況和預報在MICAPS 中的顯示。中國糧油儀器網 http://www.1004-75.com/
