冶河井陉段TOPMODEL 洪水预报模型设计分析

冯 伟

（河北省张家口水文勘测研究中心，河北 张家口075000）

据统计，我国平均每年因洪水灾害造成的直接经济损失可达300亿元以上，受灾人口超千万。因此建立汛期洪水预报模型，对于提前采取应对措施、保护居民生命财产安全有着重要意义。 目前，应用计算机技术来构建洪水预报模型成为最流行、最迅捷的方式之一，而TOPMODEL模型便是最具代表性的一种。

1 项目区概况

冶河发源于山西省境内，流经石家庄市井陉县，河道长度150km，流域面积2560km2，该河是石家庄市水源地黄壁庄水库的重要补给源。 2016年7月19～20日， 井陉县遭受特大暴雨袭击， 平均降雨量达545.4mm，局部山区可达688.2mm，造成多人死亡或失踪。 冶河洪水暴涨2m，瞬时流量达到8500m3/s，社会影响及经济损失巨大。 因此对流域洪水进行预报成为降低损失的重要手段。

2 TOPMODEL预报模型原理及在冶河流域应用分析

2.1 TOPMODEL预报模型原理

TOPMODEL预报模型是 “以地形为基础的半分布式流域水文模型”， 用地形信息形式描述水流趋势。 为简化计算，该模型对产汇流进行了概化，产流模型示意如图1［1］。

图1 产流模型示意图

由图1分析：①降水进入土壤非饱和区，在土层中形成一个湿润锋面；②随着降雨持续，锋面以上水分不断积累，最终形成“迟滞饱和带”，同时向上、下两个方向发展，直至分别到达地表和饱和地下水面；③当地表土趋近于饱和，入渗能力减弱，此时便可产生地表径流（坡面流Qs）、地下径流（壤中流Qb）；④在整个过程中，产流面积会不断变化，TOPMODEL预报模型主要根据流域含水量确定产流面积和位置［2］。……