复杂的地形地质条件和特殊气候降雨特征,导致我国洪水灾害频发。特别是广大中小河流地区,受经济社会发展的影响和制约,观测资料缺乏、监测手段有限、下垫面复杂多变,洪水灾害造成的基础设施破坏、人员财产损失更为严重。围绕资料缺乏秦巴山区中小河流,开发合适的洪水预警预报系统,为进一步提高洪水风险管理水平、减轻或降低洪水影响损害具有重要意义。引汉济渭工程三河口水利枢纽及秦岭隧洞施工区所在区域的椒溪河、蒲河、汶水河及其支流,地处秦巴中高山区,暴雨洪水频发。研究开发洪水预警预报系统,在灾害性洪水出现前1～3小时以上,向工程建设、施工单位及相关防汛指挥机构提供洪水预警预报信息,为科学有序地实施防洪预案提供可靠依据。此外,根据洪水预警预报结果,及时组织施工期人员实施防洪措施,避免或者减轻洪水灾害造成重大人员伤亡和设施设备损失,保证各施工区的防洪安全的同时,并为三河口枢纽运行的科学调度管理奠定基础。本文以引汉济渭调水工程施工区为主要研究对象,根据历史水位、流量、降雨量监测数据,分析研究河流产汇流规律,合理确定施工区致灾洪水预警阈值;选定适合流域特性的洪水预警预报模型,引入数字高程(DEM)等技术研制引汉济渭工程洪水预报系统,对确保汛期引汉济渭工程安全施工具有重要的实用价值和现实意义。本文取得的主要研究成果如下:(1)分析了研究区的降雨洪水特性和产汇流特性规律。采用历史降雨和径流资料,分析研究区降雨、径流年际变化和年内分配特性,年径流量与流域面平均年降水量相关性关系较好(R2=0.87)。径流深预报图结果表明径流深(R)与计算平均雨量、前期影响雨量(P Pa)相关性较好(R2=0.80)。推求得到的降雨中心在椒溪河、汶水河和全流域均匀降水三种情况的大河坝站1h单位线,可用于实时洪水预警预报作业。(2)建立了研究区洪水致灾洪水预警指标,确定了临界预警阈值。结合现场实际踏勘,筛选确定了越岭隧洞岭南施工区蒲河0#、1#、3#施工点和三河口水利枢纽坝址进行预警指标研究。综合汇流时间、站网分布、信息收集等因素,确定了关键预警河道断面和临界雨量或水位(流量)及相应的预警响应时间。结合建设进度和防汛要求,确定三河口水利枢纽坝址2016-2017年临界流量为2640m3/s(P=10%),2018年临界流量为5240m3/s(P=1%)。(3)优选了洪水预报模型,确定了合适的模型参数。结合研究区研究区位置、地形、水文和资料完整等实际因素和模型应用效果,选择新安江、TOPMODEL、API三种水文模型编制模型方案。选用雨洪资料及流域蒸散发资料开展模型参数率定,通过大河坝水文站2010～2015年实测13场典型洪水过程模拟,进行了精度评定与误差分析。结果表明合格率和预报精度均满足需求,确定以新安江模型为基础、多模型集成形式开展预警预报。(4)构建了引汉济渭调水工程施工区实时洪水预报系统。根据实时水雨情和对未来一段时间内降雨量的预测,准确快速预报三河口枢纽坝址洪水过程、最大流量及出现时间,及蒲河沿岸秦岭输水隧洞相应支洞断面预警流量(雨量),为工程管理和施工决策者提供了多层次、多方位准确的信息服务和多种支持手段。应用检验结果表明,构建的洪水预警模型提高了引汉济渭调水工程施工区防洪决策的科学化、现代化和信息化水平,增强了防洪调度分析、综合决策能力。