2023年安塞水文站中长期预报分析

2023年安塞水文站中长期预报分析

马壮 ,杨洁 ,高舒

延安水文水资源勘测中心  陕西 延安 716000

摘要：预报编制依据1981年1月至2022年12月安塞水文站实测月平均流量及年径流量，通过各种综合方法对延河安塞水文站2023年的年最大流量和年径流总量分别作出预报、合理取值。并结合当地实际不断积累经验，进一步探讨中长期水文预报方法，以提高水文要素长期预报的精度。

关键词：水文预报  气象水文  防汛抗旱

1.延河安塞水文站基本资料及流域概况

安塞水文站设立于1973年6月（设站时为水位站），1981年1月进行全项目观测，改为水文站。位于安塞县真武洞镇，地处东径109°19′，北纬36°52′。延河系黄河北干流西侧一较大支流，该站集水面积1334km2，距河口里程196km。属省级重要水文站，中央报讯站。该站主要观测项目有水位、流量、泥沙、降水量、蒸发量、墒情等。

    安塞站控制断面以上地势高峻，是以峁为主的峁梁沟壑区，峁沟互相交织，支离破碎，植被极差，河谷深切，呈V型窄深河槽，水土流失严重。多年平均气温8.8-10.2℃，多年平均降水量512.6mm，降水年内分配不均，大部分集中在5～10月份，最大降水一般出现在7～8月，形成冬春秋干旱少雨，夏季多暴雨。径流年内分配不均，主要集中于夏季，冬季径流最少，最大月径流一般出现在7月或8月，最小月径流通常出现在1月。无霜期157-187天。

2.2022年陕北地区雨水情回顾

2022年汛期（6～10月）陕北地区降雨情况概括有以下4个特点：①.降雨时空分布不均匀；②.汛期各站降雨总量相差较大（总降雨量最大的达871.1mm，最小的仅有198.2mm）；③.汛期主要降雨过程及降雨量主要集中在7、8两个月，占6～10月降雨总量的75.5%；④.汛期陕北地区总降水量较多年均值比较偏多2成，延安较多年均值比较偏多1成、榆林较多年均值比较偏多近3成。

2022年汛期（6-10月）各站总降雨量在198.2～871.1mm之间，累计最大降雨量为：坪桥（安塞-坪桥）雨量站871.1mm，最小降雨量为大保当（神木-大保当）雨量站198.2mm，日最大降雨站蟠龙（宝塔-蟠龙）7月14日降水143.4mm。

陕北汛期（6月-10月）降水偏丰2.4成，降水主要集中在7-8月。陕北地区7月份面降水量较多年平均面降水量偏多7.2成，8月份面降水量较多年平均面降水量偏多5.7成。

2022年安塞水文站8月份出现最大洪峰流量471m³/s。

3.2023年长期水文预报展望

中长期水文预报的预报依据为气候因子以及数理统计计算结果。

3.1气候因子

中国气象局-南京大学气候预测联合实验室结果

预测结论：2023年延安地区相较往年降水距平在偏少两成到偏多两成间，则预测延安地区平水略偏丰。

通过气候因子的分析结果可以看出： 2023年陕北地区降水平水偏丰的可能性大，各主要河流的年径流量正常偏丰。

3.2数理统计预测

2023年主要采用历史演变法和《长期水文预报软件》中的自然正交函数分解法、方差分析周期法、周期与平稳序列联合法、平稳时间序列法、平稳序列与周期迭加法五种数理统计方法对延河安塞水文站的年最大流量和年径流总量分别作出预报，最后综合分析确定水文站的预报成果。成果见下表。

延河安塞水文站2023年最大流量、年径流量预报值统计表1

备注：预报范围的确定：预报值的±10%既为预报范围；距平确定：预报范围值-多年均值/多年均值。

3.2.1年径流量预报

①与近十年平均值对比

预测2023年延河安塞水文站年径流量在0.396～0.484亿m3之间；与上年（0.6247亿m³）相比为减少，与近十年平均值（0.411亿m³）相比略偏多；

②与多年均值对比

预测2023年延河安塞水文站年径流量与多年平均值（0.4842亿m³）相比持平。

安塞水文站2023年径流量预报值详见附表1，年径流量曲线图如下：

图1：安塞站年径流量曲线图

3.2.2年最大流量预报

①与近十年平均值对比

预测延河安塞水文站2023年最大流量在220-290m³/s之间，与上年（340m³/s）相比为减小趋势，与近十年平均值（114m³/s）相比偏大；

②与多年均值对比

预测延河安塞水文站2023年最大流量预测值与多年平均值（356m3/s）相比偏小；

2023年预报安塞水文站最大流量预测曲线图如下：

图2：安塞站历年最大流量关系曲线图

图3：安塞站1990年-2022年最大流量关系曲线图

4.预测结果

由于预测因子的多样性、复杂性和不确定性，需要综合考虑。综合预测结果为：2023年陕北地区降水平水偏丰的可能性大，安塞水文站的年径流量正常偏丰，如遇短时强降雨，可能会引发区域性洪水过程。

预测安塞水文站年最大流量220～290m³/s，与上年相比减小，与多年均值相比偏小2成； 预测安塞水文站年径流量0.396～0.484亿m3，与上年相比减少3成，与多年均值相比基本持平；最大流量可能出现在7～8月。

5.结论

本文通过采用历史演变法和《长期水文预报软件》中的自然正交函数分解法、方差分析周期法、周期与平稳序列联合法、平稳时间序列法、平稳序列与周期迭加法五种数理统计方法对延河安塞水文站2023年的年最大流量和年径流总量分别作出预报。

最终确定安塞水文站2023年最大流量预测值采用方差分析周期法260 m³/s，年径流量预测值采用平稳时间序列法0.41亿m3。鉴于目前各种长期预报影响要素十分复杂，分析的最终结果取值是否合理可靠，许多问题尚待进一步取探讨。我们应加强对中长期水文预报的探索和研究，使其能够满足实际应用的需求。

参考资料

（1）《延安地区实用水文手册》（1987年）；

（2）中国气象局-南京大学气候预测联合实验室

（3）中华人民共和国水利部。（SL250-200O）水文情报预报规范（S）。北京：中国水利水电出版社，2000.

（4）黄河流域第4卷第3册水文年鉴。

1