【汇旺担保】 水文预报

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[拼音]:shuiwen yubao

[英文]:hydrologic forecasting

根据前期或现时水文气象资料,主要运用水文学、气象学和水力学的原理和方法,对河流等水体在未来一定时段内的水文状况作出定性或定量的预测。自发布预报时刻到所预报的水文状况出现时刻的时间间隔称为有效预见期。预见期长短随预报专案、预报条件和技术水平不同而异。

预报的意义

水文预报在防汛、抗旱、水资源合理利用和国防中有重要作用。洪水预报为重大防洪措施的决策提供科学依据。1954年,中国长江干流和淮河流域出现特大洪水,根据当时洪水预报,采取了防洪措施,保证了武汉市、荆江大堤以北和里下河地区数百万亩农田、数百万人民生命财产的安全。枯季径流预报为农业、水运、枯季发电和城市供水等部门提供资讯,为及时做好抗旱准备,制定枯季用水计划提供水文依据。在水库设计和运用中,水文预报,能使防洪库容和兴利库容有效结合起来,实现水库(或水库群)优化排程,充分发挥水库效益。在水利工程施工期间,水文预报是制订施工计划、保障工程安全度汛的重要依据。河流封冻、流冰和冰塞使船舶航行困难,水电站进水口堵塞,水工建筑物和桥樑等国防设施受到影响,军事行动受到阻碍,有了冰情预报,便能及时采取防凌措施,减小损失。长期旱涝趋势预报也是制订国民经济计划的重要依据之一。

预报种类

有不同的分类方法。按水情特点和预报内容通常分:

(1)洪水预报。主要预报河流、水库、湖泊汛期的洪水位、洪水流量和洪水过程。

(2)枯水预报。主要预报枯季水位、流量和河网蓄水量。

(3)冰情预报。主要包括河流、湖泊、水库封冻日期、冰厚、解冻日期和流冰的预报。

(4)台风暴潮预报。指在入海河口段(或沿海地区),由于海水随台风向海岸迅速推移积聚,或沿河口上溯而造成的强烈增水现象的预报。台风暴潮,若遇上游洪水下洩,两者遭遇,水情加剧。台风暴潮的预报包括最高水位,湧浪等专案。

(5)沙量预报。包括流域产沙量,水流含沙量和河流、水库冲淤变化等预报专案。

按预报的范围或水体分:

(1)河道水文预报。包括河道中指定断面处的洪水位、洪水流量、枯水位、枯水流量和河道冰情等预报。

(2)流域水文预报。包括流域上融雪、降雨产生的水量和在流域出口处形成的流量过程的预报,也称流域产流量预报和流域汇流预报、降雨(融雪)径流预报。

(3)区域水文预报。指根据水文条件相似地区内的各河流共同的洪水和退水规律,统一发布全区洪水预报或枯季径流预报;一般用于中小河流。

(4)河口水文预报。包括河口段(见河口水流)水位、流量预报和台风暴潮预报。

(5)水库水文预报。大型水库洪水预报主要包括:入库流量预报,水库水位预报,水库施工期的水情预报和水库为防洪、防凌、发电等所需的水文预报。中小型水库控制流域面积小,库容不大,洪水集流迅速,预见期短,不可能进行复杂的预报排程。因此,一般只需预报一次洪水的最高库水位、最大洩流量及其出现时间。湖泊水文预报和大型水库水文预报相似。

按预见期分:

(1)短期水文预报。如河道洪水预报和流域降雨径流预报等。短期预报的预见期一般取决于洪水波在河段中的传播时间,雨水从流域各处汇集到达流域出口处的汇流时间,一般为数小时至数天。

(2)中长期水文预报。有汛期洪水总量预报,枯季月径流量预报,年径流量预报,旱涝趋势预报。某些冰情要素的预见期往往比较长,也属于中长期预报。中长期预报的预见期的分界尚无统一的规定。一般认为预见期在15天以上,1年之内的属于长期水文预报。

(3)超长期水文预报。一般指大河或较大范围内连续丰水年或连续枯水年的趋势预测,预见期在1年以上。

预报方法

分为三类:

(1)经验和半经验方法。根据水文现象形成和演变的基本规律,充分分析历史资料,建立预报要素与前期水文气象因子之间的经验关系,如相关图、经验公式等,利用近期或现时水文气象资讯即可从所建立的经验关系中得到所需的预报值。经验半经验方法的效果主要取决于历史资料是否充分,因子选择是否正确。

(2)水文模型方法。确定性模型方法是根据预报要素形成和演变的物理机制与影响因素的关系,建立具有一定预见期的水文模型,把现时水文气象资讯输入模型,用计算机求解,求得预报值。由于水文现象的形成和演变过程复杂,模型方程组中仍存在部分经验引数和经验关系。因此,水文模型并不是严格的数学物理模型。利用水文模型方法可以解决经验和半经验方法中某些难以解决的问题,如降雨不均匀、调蓄程度不同、水源不同、大区间来水和人类活动影响等。运用确定性水文模型方法能使已有的预报经验用数学表示式表示,并可充分发挥电子计算机、卫星、雷达等新技术的功能。

(3)统计预报方法。根据概率论和数理统计的原理和方法,从大量历史水文、气象资料中寻求水文要素演变的随机现象,建立随机水文模型进行预报。常用的有两大类:一类是多元分析法,即把预报物件作为随机变数,运用回归分析、判别分析等方法对影响因子进行筛选,建立预报方程进行预测;另一类是时间序列分析法,把预报物件作为离散化的时间序列随机过程,应用自回归等随机模型进行预测。通常把时间序列分解成趋势项、周期项、平稳项,分项预测,然后叠加,求得预报结果。统计学方法多用于长期水文预报。

预报服务

水文、气象站网和补充布设的水情站网把获得的现时水文资讯,迅速传递给释出预报的机构,预报机构根据已制定的预报方案提出预报值,通过广播、电视、电话和电报等及时传向有关部门。水文预报通讯系统必须畅通无阻,并受到国家的重点保障。50年代,中国在全国范围内重点河流的洪水预报,由中央防汛抗旱指挥部发布;大江大河的洪水预报由各流域机构释出;之后各省水文总站也释出本地区水文预报;个别重要地点的水文站释出所在河段或水库的单站补充水文预报。

参考书目

长江流域规划办公室主编:《水文预报方法》,水利电力出版社,北京,1979。

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