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基于水文水动力学耦合的洪水预报模型研究

及应用

作者：杨甜甜梁国华何斌李莹芹

来源：《南水北调与水利科技》2017年第01期

摘要：为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度，在传统流域水文模型的基础上耦合

水动力学模型，建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过

程作为水动力学模型的边界条件；之后利用一维水动力学模型进行河道洪水演进计算，推求流

域出口断面的流量过程；最后以烟台市外夹河流域为例进行验证。结果表明，所建水文水动力

耦合模型模拟的产流合格率较高，流量过程与实测值吻合，在一定程度上弥补了集总式水文模

型不能考虑河道内复杂水流运动的不足，因此对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具

有重要的指导意义。

关键词：大伙房流域模型；一维水动力学模型；水文水动力学耦合模型；洪水预报

中图分类号：TV122；P338文献标志码：A文章编号：1672-1683（2017）01-0072-07

Abstract：Inordertoimprovetheaccuracyoffloodforecastinginbasinswithdramaticchanges

inthebasecourse，thispaperproposesacoupledhydrological-hydrodynamicfloodforecasting

modelwhichcouplesthetraditionalhydrologicalmodelwiththeone-dimensionalhydrodynamic

model.First，theflowprocessofasectionwasobtainedbythehydrologicalmodelandwasusedas

theboundaryconditionoftheone-dimensionalhydrodynamicmodel.Thentheone-dimensional

hydrodynamicmodelwasappliedtosimulatethefloodroutingintheriverchannel.Theproposed

methodwastestedontheWaijiaRiverbasininYantaiCity，China.Theresultsindicatethatthe

coupledmodelcansimulaterunoffyieldwithahighqualificationrate，andgenerateflowprocesses

thattallywiththemeasuredvalues.Itcanbeconcludedthatthiscoupledhydrological-hydrodynamic

hydraulicconditionsthankstoitsabilitytomodelwatermovementinthebasin.

Keywords：DHFmodel；one-dimensionalhydrodynamicmodel；coupledhydrological-

hydrodynamicmodel；floodforecasting

流域洪水预报作为洪水调度的基础，是防洪减灾的一项重要的非工程措施。20世纪60年

代以来，世界各国都投入大量人力物力研制了适用于本国流域特点的洪水预报模型[1]。通

常，在模型中将流域径流过程分为产流和汇流两部分。相对产流而言，汇流过程不仅受产流过

程的影响而且还受流域地形、河网、河道等多种因素的影响，其规律多变不易描述。传统的集

总式流域水文模型通常采用马斯京根法或其它水文学方法进行演进计算。但是，由于仅能根据

水量平衡方程和槽蓄方程进行流量计算，模拟结果往往不甚理想。尤其是在丘陵、平原混合区

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域，河道内水流运动受地形条件、上游来水、回水顶托等因素的影响，传统的洪水预报模型中

河网汇流部分无法描述这些影响因素而导致流域出口断面的洪水预报精度降低[2-7]。

国内外学者针对该问题进行了一些尝试和研究[8-