水文学论文
水文预报是水文工作的精髓，它不仅为防汛抢险、水利工程建设及调度管理、水资源管理等水利工作提供决策依据，也为经济社会发展提供服务。宁夏由于其特殊的地理位置及气候原因，防洪多是通过工程措施，洪水预报作为一项重要的非工程防洪措施迄今仍是空白。宁夏位于我国西北内陆，地处半湿润向半干旱的过渡带，地形复杂，下垫面按植被土壤可分为3个区，即贺兰山区、黄土丘陵区、六盘山林区。其中贺兰山区山势陡峭，沟道发育，易突发局地暴雨，洪水过程陡涨陡落，雨量相同时，贺兰山区产生的洪峰流量为全区之冠，造成的洪水灾害影响最大，防洪任务十分艰巨[1].本文选择地处贺兰山区的石嘴山市，就其开展水文预报工作面临的难点与问题进行分析，提出相关对策。
1 石嘴山市水文概况
石嘴山市位于宁夏贺兰山产汇流分区，属山洪灾害频发地区。贺兰山区属于典型的大陆性气候特征，暴雨年际变化大，主要集中在7月、8月，大强度暴雨持续时间短，点面折减快，是石嘴山市主要的暴雨中心。该区主要为石质山区，土层薄、植被差，产流方式以超渗产流为主。洪水特征与暴雨特征相应，几乎每年都发生洪水，造成不同程度的损失。
2 石嘴山市水文预报可行性分析
石嘴山市辖区内有2个山洪水文站，汝箕沟水文站和大武口水文站。
2.1 汝箕沟水文站所在流域水文预报可行性分析
汝箕沟水文站1966年设立，积累有42年资料系列，主要观测降水、水位、流量、含沙量、输沙率等项目。所在流域位于贺兰山东麓中段，沟长 22.2 km,控制流域面积 79.8 km2,沟道平均比降 32.9‰。多年平均降雨量300 mm.汝箕沟沟口上游设有4个雨量站，分别是西沟门、四道沟、花石洞和黄草滩，其中西沟门和花石洞1981年设站，四道沟和黄草滩2012年设站。该流域从降雨开始到洪水洪峰出现的时间，为1~2 h.
由于该流域洪水陡涨陡落，面积不到100 km2,预见期极短，仅为1~2 h,采用水文模型方法效率低，预警效果差，编制洪水预报方案的意义不大。根据雨量资料综合分析，确定以超过该流域控制断面特征值的洪水对应的雨量作为临界雨量进行预警预报，以解决山区性流域的洪水预报问题。即一旦流域降雨量超过该临界雨量值就进行预警。
2.2 大武口水文站所在流域水文预报可行性分析
大武口水文站1973年设立，已累积有41年资料系列，主要观测降水、水位、流量、含沙量、输沙率等项目。大武口沟控制流域面积576 km2,沟道长度50km,多年平均年降雨量200 mm.洪水预见期2~3 h.大武口沟口上游有呼鲁斯太、塔塔沟、八号泉、大灯沟、石炭井、三矿、四矿、一矿桥、马连沟门、马连滩、东沟煤矿、清水沟、北叉沟共13个雨量站。
本文探讨在该流域用水文模型进行预报的可行性。根据该站资料条件，按照《水文情报预报规范》（GBT22482-2008）的规定，率定模型参数要使用足够的洪水场次和尽量多的雨量站资料，一般不少于4年资料，如果雨量站太少，输入的雨量代表性差，率定出的参数可能会失真。
对于概念性降雨径流模型，检验与率定原理完全一致，差别是率定与检验分别是不同年份的历史水文资料。用于检验的资料不少于2年[2].
2.2.1 资料分析
根据大武口沟流域内雨量站资料，三矿、四矿、一矿桥、马连沟门、东沟煤矿、清水沟、北叉沟 7 个雨量站为2010年以后新建站，只有短系列雨量摘录资料；大灯沟、八号泉、塔塔沟3个雨量站具有2002年以后雨量摘录资料；呼鲁斯太、石炭井、马连滩3个雨量站具有1986~2012年长系列雨量摘录资料。由于雨量摘录系列参差不齐，考虑区域内雨量的分布与控制，初定在有3个雨量站控制的1986~2002年份和有6个雨量站控制的2003~2012年份里选取资料（大武口流域雨量资料只有1998、2002、2004年的资料相对较好，可用于模型率定，但是3年的资料不符合模型率定对4年的要求，其他的未选取的资料存在着降雨过程和洪水过程不对应的问题）。一是雨量大，流量小。原因可能是下垫面发生了很大变化，如水利工程截留或者拦蓄了洪水，虽然雨量大，但未产生流量过程；二是雨量小，流量大，可能原因是雨量站没有控制住暴雨中心。
2.2.2 模型率定与检验
我国流域水文预报模型发展比较成熟的是适用于南方湿润地区的新安江模型，为蓄满产流模型。北方地区以超渗产流为主，以陕北模型、河北雨洪模型为代表。针对石嘴山地区的地貌特性，本文选用河北雨洪模型进行参数率定与检验。
河北雨洪模型为两水源模型，即把天然径流分为地表径流和地下径流两种水源。当降雨强度大于下渗强度时产生地表径流，下渗部分满足包气带（局部的或大部的）缺水以后产生地下径流。两者经过流域汇流成为流域出口断面的流量过程。
鉴于流域资料现状，为论证河北雨洪模型是否适用于大武口沟流域，只能将该流域1998年、2002年、2004年雨量资料输入，模型率定后，目标函数值确定性系数为负值，根据《水文情报预报规范》（GBT 22482-2008），说明洪水过程拟合效果不好，该模型不符合大武口沟所在地区的洪水特性，不可用于洪水预报作业[3].有待进一步探讨其他模型的应用，或分析编制适合该流域的洪水预报方案。
3 开展水文预报工作的建议
分析表明，石嘴山市辖区内开展水文预报，可根据流域面积区别对待。即面积小于100 km2的流域用临界雨量进行预警；面积大于100 km2的流域若要开展水文预报工作，尚需在以下几方面努力。
（1）对报汛站网进行调整，提高密度，优化布局，增加雨量站的密度，补充重要控制站，加强报汛站网管理[4].只有资料数量逐年增加和数据质量不断提高，才能满足编制水文预报方案的要求。
（2）修订和完善水文预报方案。开展石嘴山地区流域下垫面变化对产汇流规律影响的研究，通过理论分析、物理试验，掌握流域下垫面的产汇流特点，才能更有针对性地提出适合石嘴山地区的水文预报方法和方案，使水文预报发挥作用成为可能。
水文预报是宁夏水文工作的难题，而贺兰山地区开展山洪水文预报又是难点中的难点，作为贺兰山区代表的石嘴山市还有许多难题需要解决。因此，在该地区开展水文预报尚需时日。
参考文献
[1] 宁夏水文水资源勘测局。宁夏回族自治区暴雨洪水图集[R].1986.
[2] 林三益。水文预报[M].北京：中国水利水电出版社，2001:1-4,151-153.
[3] 章四龙。洪水预报系统关键技术研究与实践[M]. 北京：中国水利水电出版社，2006 :175-192.
[4] 只德国，景占星，李保国。海河流域水文预报面临的问题及对策[J].河北水利，2005（12）：31.