贵州省小流域洪水预报系统开发与应用
我国中小河流洪水预报的难点与解决方案探讨_欧阳如琳
我国中小河流洪水预报的难点与解决方案探讨欧阳如琳（北京金水信息技术发展有限公司，北京,100053）摘要: 从时空分布、成因、过程、后果等方面分析了我国中小河流洪水的特点，归纳了我国中小河流洪水预报有别于大江大河的洪水预报的难点，提出了基于分布式水文模型解决我国中小河流洪水预报问题的方案，探讨了在中小河流建立分布式水文模型的过程、建模方式以及模型的结构和参数，重点讨论了基于模块化的分布式水文模型在中小河流洪水预报系统开发中的可行性与必要性。
关键词: 中小河流洪水预报分布式水文模型模块化1引言我国幅员辽阔，各地地形、水文、气象条件差异较大，关于大、中、小河流的定义，至今尚没有明确的规定。
考虑到国务院批复的《全国山洪灾害防治规划》中山洪治理主要针对200km2以下的小流域，而《江河流域规划编制规范》（SL201-97）使用范围为流域面积大于3000 km2的河流，从这一意义上讲，可以认为流域面积小于3000 km2的河流为中小河流。
我国中小河流众多，流域面积为100~1000 km2的河流有5万多条，覆盖了85%的城镇及广大农村地区。
由于我国中小河流防洪标准普遍偏低，洪灾损失极为严重。
据统计，一般年份中小河流的水灾损失占全国水灾总损失的70%~80%，近十年水灾造成的人员死亡中有2/3以上发生在中小河流[1]。
长期以来，中小流域洪水预报一直是我国防洪减灾工作中的难点。
相比我国大江大河的防洪体系，当前我国中小河流的防洪建设仍然是一个薄弱环节，许多中小河流防洪标准仅3~5年一遇，有的甚至没有设防，多数中小河流仍处于“大雨大灾、小雨小灾”的局面。
特别是近年来全球气候变暖，极端天气事件增多，局地强降水造成中小流域突发性洪水频繁发生，加之人类活动对中小流域的开发进一步助长了山洪灾害的威胁。
因此，开展我国中小河流洪水分布特征、形成机理、演进规律及预报调控研究，建立我国中小河流洪水预报体系，是确保我国社会经济可持续发展、保障国家公共安全和人民生命安全的重大需求，同时也是我国水文情报事业科技现化代发展的迫切要求。
小流域山洪灾害“四预”能力建设项目需求说明
小流域山洪灾害“四预”能力建设项目需求说明一、项目概况根据《水利部水旱灾害防御司关于印发2023年度小流域山洪灾害“四预”能力建设工作要求的通知》防御函（2023）5号要求，XX省小流域山洪灾害“四预”能力建设要在21个小流域补充夯实算据、算法、算力基础，用以支撑省市县三级平台实现小流域山洪灾害“四预”功能，实现科学识别研判风险隐患、提高预警精准度、延长预见期、快速准确指导人员避险。
1.1建设范围依托现有省级监测预报预警平台，巩固省市县多级部署架构，在21个流域面积50-200平方公里的小流域开展算据、算法和算力建设。
1.2建设内容1、算据建设（1）危险区核定与房屋人口调查。
对每个小流域内3-5个重要防治村落或城集镇进行危险区复核、房屋人口调查、历史洪痕调查工作。
（2）新增防治对象调查评价。
对2013-2015年调查评价未覆盖的新增山洪灾害防治村、重要经济活动区和旅游景区开展调查评价。
（3）风险隐患调查与影响分析。
以每个小流域治理单元内的重点城（集）镇、行政村、沿河村落（自然村）、重要经济活动区、旅游景区等为对象，在山洪灾害调查评价成果基础上，考虑经济社会活动影响等因素，调查排查跨沟路基或桥涵阻水、主支流和外洪顶托、沟道内工程建设等风险隐患，并对主要风险隐患进行影响分析。
（4）构建小流域数据底板。
集成梳理已有基础数据、新增防治对象调查评价成果、风险隐患调查与影响分析成果、雨水情监测预报数据，针对龙门溪、龙溪、沙溪上游国宝溪、富泉溪、晒口溪等5个小流域内具有山洪灾害防治任务的城集镇开展L2级地理空间数据测量与处理，支持构建三维数字化场景，对经危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，开展河道断面测量；针对其它16个小流域开展危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，开展河道断面测量，构建小流域数据底板。
2、算法建设评估现有未来24小时风险预报模型、临近预报预警模型的适用性、准确性、合理性，进一步优化模型结构和模型参数，提升预报预警精准度。
科技成果——IWHR洪水预报调度系统
科技成果——IWHR洪水预报调度系统技术开发单位中国水利水电科学研究院对应需求洪水预报调度系统成果简介该系统充分利用信息处理、网络通讯、软件工程等现代科学技术，建立人机交互式的实时洪水预报调度系统，达到对流域防洪形势宏观把握和整体、定量认识，为防洪决策和管理供科学依据和技术支撑。
包括实时洪水预报、预报方案编制、预报成果管理、实时调度计算、调度结果仿真以及辅助工具（数据处理、降雨径流相关图分析、单位线分析、水位流域关系曲线维护、退水曲线维护等）和模型/方法管理等功能。
主要性能指标采用B/S与C/S相结合的灵活系统架构模式，满足多用户同时在线预报调度。
系统的信息查询响应时间小于1s，地图访问响应时间小于1s，预报模型计算响应时间小于3s，联合调度模型计算响应时间小于10s。
建立了超过24个洪水预报计算模块，覆盖了我国常用的洪水预报模型和方法。
参数自动优选计算效率高，30场洪水模型参数优选耗时不超过10分钟。
适用范围适用于湿润、半湿润、半干旱、干旱地区的水雨情测报、洪水预报、水库调度以及防汛抗旱等多个领域，可推广到流域、省、地市等防汛指挥、水旱灾害防御及水文部门。
技术特点系统基础框架扩展性强，适应未来扩展和升级，采用B/S与C/S 相结合的灵活系统架构模式满足多用户同时在线预报；紧密结合业务需求，可实现新增预报断面功能；支持模块的排列组合与模型的灵活搭建；采用模型参数全局自动优选技术；灵活的防洪调度接口，可以基于任意未来可能洪水情势进行防洪调度；基于水库度汛方案，结合当前来水情况，可采用联合调度方式通过人机交互形成水库防洪调度方案。
应用成本100万元。
典型案例案例1：应用于江西省鄱阳湖区防汛通信预警系统洪水预报调度系统及防汛辅助支持系统开发项目，安装部署在江西省防办、江西省水文局，供各水文分局访问浏览，目前运行了5个汛期，为水文工作提供技术支持。
案例2：应用于陕西省中小河流洪水预报系统开发项目，安装部署在陕西省水文局，并供各水文分局访问浏览，目前运行了2个汛期，为水文工作提供技术支持。
贵州无资料地区小型水库水文分析计算
贵州无资料地区小型水库水文分析计算［摘要］采基水库位于威宁县西南部黑石头镇河坝河左岸支流安家沟上，坝址以上流域面积为9.1km2，河长为6.9km，平均坡降为16.88‰。
设计流域属于无资料地区，采用降水径流频率相应法对水库坝址径流进行推算；设计流域无实测洪水资料，且面积较小，故水库坝址设计洪水采用“雨洪法”计算。
［关键词］：无资料小型水库降水径流同频相应法雨洪法0引言采基水库位于威宁县西南部黑石头镇河坝河左岸支流安家沟上，所在河流为长江流金沙江水系河坝河左岸一级支流。
安家沟发源于水箐老营（2450m），由南向北流经大海子，于白龙梁子进入河坝河（入口高程2130m）。
坝址以上流域面积为9.1km2，河长为 6.9km，平均坡降为16.88‰。
流域地处黔西北高原山区，流域主要以溶丘洼地地貌为主，丘山与溶蚀低丘结合，属于岩溶较强发育区。
采基水库规模为小⑵型，水库正常蓄水位2215.00m，校核洪水位2216.87m，水库总库容90.60万m3，年可供水量114.70万m3。
大坝为砼砌毛石重力坝，最大坝高39.5m，坝顶宽3.0m，最大坝底宽29.63m。
采基水库属于无资料地区小型水库设计采用降雨径流频率相应法计算径流，采用“雨洪法”计算洪水的方法是适合的。
1径流计算1.1径流特性流域属典型的山区雨源型河流，径流主要由降水补给，径流特性与降水特性基本一致，即年际变化小而年内分配不均，径流主要集中在5～10月，占全年径流总量的88%，枯季径流相对平稳。
径流洪枯悬殊，年内分配不均，年际变化较大。
查贵州省1956～2000年年径流深均值等值线图可知采基水库所在流域年径流深在300mm～400mm等值线之间，查贵州省1956～2000年年径流变差系数等值线图可知年变差系数在0.3左右。
1.2径流计算设计流域无水文观测资料，其径流以黑石头雨量站、斗古坪雨量站和威宁气象站为参证站，采用降水径流频率相应法推求。
设计流域内多年平均降雨量为三个参证站降雨量的平均值，以黑石头雨量站相应年份降水分配率进行径流分配。
中小流域设计洪水计算理论研究及其软件开发
一、中小流域设计洪水计算理论 研究现状
中小流域设计洪水计算是水文学、水力学、计算机科学等多学科交叉的领域， 其研究内容包括洪水过程的模拟、洪水风险的分析和洪水预报的精度提高等。目 前，国内外学者在中小流域设计洪水计算方面已取得了一定的研究成果。
在洪水过程模拟方面，大多采用基于降雨径流模型的算法，如经验统计模型、 物理成因模型等。这些模型主要考虑了降雨、地形、植被等因素对洪水的影响， 但在实际应用中，仍存在一定局限性。因此，如何提高模型的适用性和精度是当 前研究的重点。
三、结论与展望
本次演示介绍了中小流域设计洪水计算理论的研究现状、相关算法和模型， 以及软件开发的过程和实现方法。虽然目前已经取得了一定的研究成果，但仍存 在许多需要进一步探讨的问题和研究方向。
未来，中小流域设计洪水计算理论的研究应更加深入，需要考虑更多的影响 因素和更为复杂的物理过程。需要加强不同学科之间的交叉融合，推动技术创新 和进步。在软件开发方面，应进一步优化算法和模型，提高计算效率和精度；同 时需要加强软件的易用性和可维护性，推动软件的应用和推广。
总之，中小流域设计洪水计算理论研究和软件开发是一个长期而复杂的过程， 需要不断深化研究、优化技术和加强应用实践。只有这样，才能更好地为防洪减 灾提供科学支撑和决策依据。
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中小流域设计洪水计算理论研究及 其软件开发
目录
01 一、中小流域设计洪 水计算理论研究现状
03 三、结论与展望
02
二、中小流域设计洪 水计算软件开发
随着全球气候变化和人类活动的不断影响，洪水灾害的发生越来越频繁，给 人们的生命财产安全带来严重威胁。因此，开展中小流域设计洪水计算理论研究 和软件开发，对于提高洪水预报精度、减少洪水灾害具有重要意义。本次演示将 介绍中小流域设计洪水计算理论的研究现状、相关算法和模型，以及软件开发的 过程和实现方法。
小流域暴雨洪水的坡面汇流研究
小流域暴雨洪水的坡面汇流研究小流域暴雨洪水的坡面汇流研究报告随着城市化的进一步发展，发生暴雨洪水的频率也愈加频繁。
小流域是一个汇聚雨水的区域，是洪水泛滥的主要来源。
因此，如何有针对性地研究小流域暴雨洪水的坡面汇流规律，对于城市防洪和城市规划至关重要。
一、研究目标本研究的目标是研究小流域暴雨洪水的坡面汇流规律，包括坡面汇流的基本公式和参数，为进一步的洪水数量和质量预报、防洪工程设计以及城市规划提供科学依据。
为了达到这个目标，我们将以下三个方面进行研究：1. 坡面汇流的基本公式和参数通过对小流域中地表径流的分析，总结坡面汇流过程中的基本公式和参数。
基本公式包括蒸散发、入渗、径流和超渗四个主要方程式。
其中，蒸散发方程式用于计算从地面到空气中的水分量；入渗方程式用于计算雨水在地下渗透的速率；径流方程式用于计算小流域中的雨水径流流量；超渗方程式用于计算已入渗雨水和未入渗的雨水的径流比例。
参数包括地面覆盖率、土壤类型、土壤质量和降雨量等，将其结合运用，可以更好地解释坡面汇流的过程。
2. 土壤类型和土壤渗透性实验通过实验室中的模拟，确定小流域中不同类型的土壤渗透率和土壤类型对径流形成的影响。
实验中，我们将选定地点的土壤进行分析，并对其进行充分的处理，包括控制土壤湿度、土壤厚度、降雨量等变量。
通过实验得出的数据将结合模拟程序，分析影响小流域雨水径流的具体因素，为防洪工程设计提供科学依据。
3. 降雨—径流过程通过研究小流域中降雨—径流过程的整个过程，从水文和土壤方面分析其规律和基本特性。
该过程是雨水从空气中落下后，随着重力进行迅速流动的过程。
我们将通过实地观测和数据收集，结合先前研究的基本公式和参数，探究径流流量与降雨输入之间的关系，帮助防洪工程设计和城市规划中的多种决策。
二、研究方法1. 实地观测：通过对小流域中的土壤湿度、径流流量、水位等方面的实地观测，确定小流域水文特性。
2. 模拟程序：通过在计算机上建立与小流域相对应的模拟程序，模拟小流域的径流流量和水系运动过程。
中小河流洪水预报预警问题与对策及关键技术应用
中小河流洪水预报预警问题与对策及关键技术应用【摘要】中小河流洪水预报系统是一个具有较高复杂性的系统，其洪水预报效能也直接影响着我国整体经济的发展以及广大人民的人身安全和财产安全。
为了有效提高中小河流洪水预报的准确性，国家有关部门必须对中小河流洪水预报系统进行全面的分析，并针对系统中的难点与重点，采取一系列有效的措施，对其进行合理的改进和完善。
本文对中小河流洪水预报的难点及解决方案进行简单的分析。
【关键词】中小河流; 洪水预报; 难点; 解决方案1.中小河流洪水预报简析所谓的“洪水预报”，就是依据前期和现时的水文、气象等数据信息，揭示或者预测洪水的发生及其变化过程的一种应用学科技术。
它是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理，以及农业的安全生产提供服务。
2. 中小河流洪水预报工作的难点2.1数据资料和监管测试点较少从目前来看，中小河流的数据资料相对较少，这样就很难为形成完善的洪水预报系统提供具体完善的数据。
同时，因为监管测试点较少，且站网缺乏较高的精密度，导致监管测试点在对雨量进行监测的过程中依旧出现一定的问题，对于暴雨的强度等级和量度把握不准确，洪水预报系统就会存在问题。
2.2雨洪相应的复杂性与作业预报要求的简单性之间不能够达到平衡利用简单的相关图或者是统计模型进行洪水的预报，预报的效果往往取决于预报员的经验，而在技术上很难实现突破，这样推广起来也存在一定的难度。
而将集总模型或者是现有通用的水文模型应用到中小河流洪水预报工作当中，则会缺乏针对性，不能够很好的适应洪水的特征，预报的精度和预见期不能够满足需求，这种不平衡的状态是洪水预报中不可忽视的难点。
2.3 因为暴雨的时空分布存在不均衡的现象中小河流洪水灾害发生在流域内的某个小支流，而不是流域出口的位置时，就很难被测知。
同时因为中小河流的洪水发生时间较短，常规水文六小时的报讯方法不能够对其进行有效的预报，这样将会影响到洪水应急方案的制定，严重的时候将会发生洪水灾害。
小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究
小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究
陈洋波;朱德华
【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(044)003
【摘要】针对小流域洪水降雨强度大、历时短、汇流速度快的特点,提出了一种应用新安江模型进行小流域洪水预报及模型参数优化率定的方法.该方法以最小二乘法作为模型参数优选的准则,并采用逐次渐进网格寻优法优选模型参数.由于该方法同时优选所有模型参数,不需要对实测径流进行分割,从而可避免人工分割径流而出现的参数率定误差.最后,按照该方法,应用二水源、三水源新安江模型对广东省黄京塘流域进行了研究计算,优选出了模型参数.模型验证结果表明,二水源新安江模型效果比三水源新安江模型好.
【总页数】4页(P93-96)
【作者】陈洋波;朱德华
【作者单位】中山大学水资源与环境系,广东,广州,510275;中山大学水资源与环境系,广东,广州,510275
【正文语种】中文
【中图分类】P338+.8;P333.2
【相关文献】
1.新安江模型(三水源)参数的客观优选方法 [J], 王佩兰;赵人俊
2.新安江模型在资料匮乏的长江中下游山区中小流域洪水预报应用 [J], 龚珺夫;陈
红兵;朱芳;李永凯;崔明;李致家
3.新安江模型在江西省万安水库流域洪水预报的应用研究 [J], 黄国新;谢小华;黄煌
4.新安江模型在江西省万安水库流域洪水预报的应用研究 [J], 黄国新;谢小华;黄煌
5.半分布式新安江模型在石家庄西部山区小流域洪水预报中的应用 [J], 刘郁
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山区小流域洪水风险评估与预警技术研究
山区小流域洪水风险评估与预警技术探究引言：随着气候变化的加剧和人类活动的不息增加，山区小流域洪水事件频发，给生命财产和生态环境造成严峻恐吓。
因此，对于山区小流域洪水风险的评估与预警技术探究具有重要意义。
本文将介绍山区小流域洪水风险评估的方法，以及洪水预警技术的探究现状与展望。
一、山区小流域洪水风险评估方法1. 洪水历史数据分析洪水历史数据的分析是评估山区小流域洪水风险的首要步骤。
通过对过去几十年的洪水事件进行统计和分析，我们可以了解洪水发生的规律和特征，为将来的预警提供依据。
通过分析洪水的持续时间、洪峰流量、洪水面积等参数，可以对山区小流域洪水风险进行初步评估。
2. 地形因素的分析地形因素对山区小流域洪水的形成和进步起着重要作用。
利用数字高程模型（DEM）等工具，可以分析山区小流域的坡度、高程等参数，探讨洪水产生和传播的空间特征。
通过分析小流域的河道、河谷等地形特征，可以评估洪水风险的分布状况。
3. 气象因素的分析气象因素是引起洪水的重要原因之一。
通过分析山区小流域的降水状况、气温变化等气象因素，可以猜测洪水灾难的发生概率。
利用气象模型和卫星遥感技术，可以提高洪水风险评估的准确性和时效性。
4. 水文模型的建立水文模型是评估山区小流域洪水风险的重要工具。
通过建立小流域的水文模型，可以模拟洪水的形成和传播过程，评估洪水对四周区域的影响程度。
常用的水文模型有HEC-HMS、SWAT等，可依据详尽状况选择合适的模型进行建模。
二、洪水预警技术的探究现状与展望1. 基于遥感技术的洪水预警遥感技术的应用在洪水预警领域有着宽广的前景。
通过利用卫星遥感图像，可以实时监测山区小流域的洪水状况，提供洪水灾难的快速预警。
同时，遥感技术还可以提供洪水灾区的高区分率图像，帮助救援和灾后重建工作。
2. 基于人工智能的洪水预警人工智能技术在洪水预警中发挥着重要作用。
通过建立智能预警系统，结合历史洪水数据和实时监测数据，可以准时猜测洪水灾难的发生概率和影响范围。
应村水库实时洪水预报调度系统的设计与应用
应村水库实时洪水预报调度系统的设计与应用林昌夏;谢华伟;欧剑【摘要】以应村水库为例,结合日常应用需求,设计了该洪水预报调度系统的总体架构,结合流域下垫面和水库工程特性,选择新安江模型进行入库洪水预报,选择水位控制、出库控制和指令调度模型进行水库调洪演算.在此基础上,采用B/S模式开发完成了预报调度系统,实现了实时水雨情、水雨情查询、洪水预报调度等功能.【期刊名称】《浙江水利水电学院学报》【年(卷),期】2016(028)003【总页数】5页(P29-33)【关键词】应村水库;洪水预报;水库调度【作者】林昌夏;谢华伟;欧剑【作者单位】[1]浙江龙川水利水电开发有限公司,浙江丽水323300;[2]浙江水利水电学院水利与环境工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TV697应村水库位于浙江省西南部遂昌县境内，灵山港上游.灵山港为钱塘江的二级支流，河长89.7 km，流域面积727 km2，上游主流桃溪，发源于遂昌县高坪乡和尚岭，应村水库坝址位于应村上游1.5 km处的桃溪干流，坝址以上集水面积79.6km2(含交瑭电站引走集水面积10.8 km2)，主河长16.9 km，河道比降26.8‰.电站厂房位于北界镇下游2 km的下墅村，坝址至厂址区间集水面积285.8 km2，主河长34.7 km，河道平均比降15‰.同时从邻近的官溪及桃溪支流引水入库，引水总集水面积38.7 km2.设计流域属于中低山区，流域难林木茂盛，植被良好，溪流均为山区性流溪，洪水暴涨暴落.应村水库主要工程枢纽有大坝、溢洪道(泄洪闸门3扇)、厂房等，工程性质以发电为主，兼顾防洪、灌溉.水库为中型水库，工程等级为三级.总库容2 349万m3，库容系数13.71%，电站总装机容量2×16 MW.枢纽工程包括：拦河坝、泄洪建筑物、发电引水系统、厂房及升压站、跨流域引水系统等.应村水库已建有雨水情遥测系统，在此基础上研制实时洪水预报调度系统对水库防洪决策至关重要.应村水库洪水预报调度系统总体上包括两个部分：系统应用平台和系统数据库.系统应用平台中包含了很多专业功能模块，实现对水库雨水情查询、洪水预报、洪水调度和日常报表查询等功能.系统数据库包含了实时雨水情数据库和系统专用数据库.系统是一有机的整体，各部分都具有自身明确的功能，以满足实际作业预报和决策支持的需要.在软件系统开发中，相互间具有相对的独立性，以系统数据库为纽带完成数据的相互传输.系统总体结构(见图1).3.1 计算单元划分在水文模型中，由于流域特性存在着较大的空间差异性，通常将流域离散成较小的、可认为其特征相对均一的空间单元.本文采用“自然流域”分块方式，进行流域计算单元的空间离散，其过程一般包括：流域流水网生成、流域子单元划分和流域产汇流分区生成.(1)流域流水网采用正方形网格的DEM，根据水往低处流的公理，高值网格上的水流将流向相邻较低值的网格中，由此可确定各网格上径流的流向(网格方向)，连接网格方向即为流域流水网.本文基于可免费获取的SRTM3数据，选取应村水库所在流域的数据，采用ArcGIS软件中的水文分析工具即可进行流域流水网的推求.(2)流域子单元在流域水文模拟中，为了考虑降雨空间分布不均的影响及下垫面水文特性的空间差异，常将流域按一定形式分成若干单元流域.在流域流水网基础上，给定集水面积阈值，ArcGIS中的水文分析工具能自动按分水岭进行流域划分，即为流域子单元，如图2中的黑色实线所示.(3)流域产汇流分区本文在流域子单元的基础上，采用流域产汇流分区对流域进行了二次概化.流域产汇流分区是与控制站点相对应的计算分区，包括小流域和区间流域两种类型.基于流域产汇流分区，建立产汇流分区间的拓扑关系后，可用于流域水文模拟，流域范围及站点分布(见图2).3.2 预报模型选择根据应村水库所在流域水文特性分析，洪水预报模型采用新安江模型.该模型是河海大学(原华东水利学院)水文系在1973年对新安江水库作入库流量预报时提出来的概念性流域降雨径流模型.该模型把全流域分成许多个单元面积，对每个单元面积进行产汇流计算，得出单元面积的出口流量过程，再进行出口以下的河道洪水演算，把各个单元面积的出流过程相加，求得流域的总出流过程.模型主要适应于湿润与半湿润地区，计算精度较高，在国内外水文预报工作中有较好的应用.新安江模型结构框图(见图3).3.3 调度模型选择为满足不同情况的需要，本系统拟提供水位控制模型、出库控制模型、指令调度模型等的实时防洪调度模型.具体模型使用视水库及下游防洪情况确定.(1)水位控制模型该调度模型，将水库水量平衡方程中v作为关注因子，将水库最高控制水位转化为约束条件，水库最高水位是水库实时防洪调度的重要控制指标，当洪水位于涨水段，后续降雨难以确知时，保持适当的水库最高控制水位非常重要，水位控制模型的目标是在保证水库水位控制条件的前提下，使水库的最大出库流量最小，即以通常所说的最大削峰准则进行调度.水位控制模型，通常应用于水库自身防洪形势比较紧张的情形，模型不考虑水库对区间洪水的补偿.(2)出库控制模型该调度模型，将水量平衡中的q作为关注变量，与水位控制模式不同，该模型可以迅速准确地将水库最大出库流量规定到希望的范围之内.该调度模型同时考虑出库流量限制和最高水位限制，当出库流量限制条件生效时其目标是使水库最高水位最低.当出库流量不起约束时，则尽可能利用允许最高水位规定的允许调蓄库容削减洪峰.(3)指令调度模型指令调度模型在技术上，是固定泄量的调洪计算，只需要考虑泄洪设备的泄流能力约束.4.1 实时水雨情主要实时显示水库集水面积范围内，各雨量站、水位站的实时信息.如果是雨量站，显示其今日(8时后)累计雨量；如果是水位站，显示其实时水位.系统将实时刷新，方便用户实时掌握水库汛情,实时水雨情查询界面(见图4).4.2 水雨情查询主要对水库雨量和水位数据进行查询，具体包括：时段雨量查询、时段水位查询、时段雨水综合查询、多月雨水综合查询等功能.用户能查询任意时间、各站的雨量过程、水位过程等信息,系统界面(见图5).4.3 洪水预报调度主要完成水库的入库洪水预报和入库洪水调度.用户可设定作业预报根据时间，预报时段数，进行入库洪水过程的预报.可考虑不同未来降雨(50 mm、100 mm、150 mm等)对预报过程的影响，进行综合分析.系统在进行预报时，在作业预报前的时段采用水库实际出库(如果数据库中有)进行调度，在作业预报后的时段采用默认水库默认出库进行调度,系统界面示意(见图6).用户在预报完成后，亦可调整水库出库过程，在进行库水位的预报，分析相同来水条件下，不同出库过程对预报水位的影响.4.4 水文业务报表主要针对水库的日常报表需求，提供水文业务报表.主要包括水库水情日报表和流域日降雨量统计表.4.5 水库基本信息可实现对水库的基本信息进行查询，包括水库流域概况、水库工程概况、水库主要特征指标、水库水位—库容关系曲线、水库水位—面积关系曲线等，如应村水库概况信息内容(见图7).本文结合日常应用需求，设计提出了应村水库洪水预报调度系统的总体架构，结合流域下垫面和水库工程特性，选择新安江模型进行入库洪水预报，选择水位控制、出库控制和指令调度模型进行水库调洪演算.在此基础上，采用B/S模式开发完成了预报调度系统，并对系统主要功能进行了介绍.笔者将在水库汛期中不断使用本系统，完善系统功能，使其能更好地为水库防汛调度提供支撑.【相关文献】[1] 陈华，郭生练，林凯荣，等.基于Web的水库洪水预报调度系统设计与开发[J].武汉大学学报(工学版)，2004，37(3):27-31.[2] 刘兵，何新林，张伟，等.B/S模式水库洪水预报调度系统的研制与开发[J].水电厂自动化，2007(1):56-60.[3] 王攀，陈小平，卢林.宁波市水库洪水调度信息系统研究[J].浙江水利科技，2016(1)：93-95.[4] 王攀，陈小平，卢林.宁波市周公宅洪水调度信息系统的开发[J].浙江水利水电学院学报，2015,27(4)：21-27.。
实时洪水预报系统应用实例分析
Ｃａ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ａ —ｉ ｅ Ｆｌ ｏ ｒ ｃ ｓ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｙ ｉ ｆＲｅ ｌｔｍ ｏ ｄ Ｆｏ ｅ ａ ｔＳ ｓ ｅ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｌｃ ｔｏ
ＤＵ ｎ ・ ｅ ；Ｔ Ａ Ｊｎ －ａ ＡＮ Ｍｉｇｗ ｉ Ｉ Ｎ ｉｇｎ ｎ；ａ ｄ Ｔ ＡＮ Ｃ ａ ｇｔｏ ｎ Ｉ ｈｎ— ａ
２１ ０ ２年 第 １期 （ ４ 第 Ｏ卷 ）
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎｏ ． ０１ ．１ ２ ２
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｔ ｏｓｒａｃ ｅ ｏｇ ａｇＳ ｉ ｅａｄＴ ｃｎｌ ｙｏ ｅ Ｃ ｎｅｖｎ ｙ ｌ ｉ ｎ ｏ Ｗａ ｒ
（ ｏａ Ｎ ． ０ Ｔ ｄｌ ｏ４ ）
数。
通过研究和实践发现第 ２种途 径概念较 清晰 ， 立论 也 比 较新颖 ， 确定性 与随机性 的有机结 合 ， 是 符合 实 际情 况 ， 在进 行模型计算时也可 以尽量简化处理误差系统部分 。
洪 水 预 报 系 统 一 般 包 括 ６个 子 系 统 ， 历 史 和 实 时 数 据 即
预 报 的最 佳 效 益 。本 文 根 据 洪 水 预 报 系 统 软 件 和 实 时 水 情
统， 大体有两条途径 ： ①把 流域 或河道 的雨 洪关 系直 接视 作
一
个线性系统 ， 用状 态方 程 、 量测方 程或 常微 分方 程来描述 ，
然后采用近代控 制理论 中 的卡尔 曼滤波方 法来 求解 状态 变
０ 前
言
数据库技术 ， 采用多模型结合使用 的方法来 进行受 区间入流
影响河段的洪水预报方法分析。
洪水预报作为防洪工作 的一项 重要 非工程措施 ， 称为 被 防汛抢险工作的“ 目” “ 耳 和 参谋 ” 。传 统 的洪 水预报技 术多
贵州省暴雨洪水计算实用手册
贵州省暴雨洪水计算实用手册（修订本）小汇水流域部分二零零四年九月一、基本思路推理公式法，是最早用作根据暴雨资料间接推求设计洪水最大流量的方法之一。
我国于建国后，在铁路、公路、城市和工业区防洪排洪、城市排水以及中小型水电建设等方面，都广泛使用推理公式法计算设计洪水。
本次修订小汇水面积雨洪计算公式，主要考虑了影响雨洪计算公式结构的关键性的经验关系即汇流参数地区综合经验关系以及有关的边界条件，参照外省的类似经验关系并结合我省的实际情况进行修订，主要有以下几个方面：1、汇流参数m和流域几何特征值θ之间的地区综合关系m～θ，由于面积较小的小流域及特小流域中坡面汇流随着面积逐渐起主导作用，不同θ值的流域汇流条件相对的差异较小，因而m～θ线坡度较缓；随着面积的增大，河槽汇流比重加大，汇流速度增加较快，汇流参数m增长较多，汇流m～θ线坡度较陡。
所以，m～θ线是转折的。
参照《小流域暴雨洪水计算》一书综合国内几个地区m～θ关系及邻近省区m～θ关系的趋势，结合我省某些自然地理分类（如Ⅰ2类）点据分布情况，我省m～θ线大约在θ=30处转折，当θ＞30，m～θ线坡度较陡，即原《手册》确定的m=γθ0.73；当θ＜30，m～θ线坡度较缓，如附图中所定m=γ1θ0.22。
2、确定小面积m～θ的趋势时，由于我省实测小面积资料特少，因此，除考虑点据分布外，还对我省可能出现的最小θ和m值进行估计，假定流域汇水面积为1平方公里时，对于主河道坡降很大（如100%）的特小流域，设若干种流域形状系数，其最小的θ不小于3.0，取θ=3为应用范围的最小值。
由我省实测水文资料分析的汇流参数m值，最小值为m=0.4，原《手册》在与邻省区典型流域汇流参数比较的综合材料中，我省最小汇流参数为m=0.31～0.39，结合我省分类m～θ关系点据分布，Ⅰ2类（丘山间谷坝，强岩溶，植被差）的m值最低，其小面积的点据较多，依照其点据分布趋势，确定m～θ线在θ=30处转折后通过θ=3.0，m=0.3处，m～θ线与Ⅰ2类点据配合得还比较好，亦即在应用范围内取我省的最小汇流参数m=0.3。
小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究_陈洋波
小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究X陈洋波,朱德华(中山大学水资源与环境系,广东广州510275)摘 要:针对小流域洪水降雨强度大、历时短、汇流速度快的特点,提出了一种应用新安江模型进行小流域洪水预报及模型参数优化率定的方法。
该方法以最小二乘法作为模型参数优选的准则,并采用逐次渐进网格寻优法优选模型参数。
由于该方法同时优选所有模型参数,不需要对实测径流进行分割,从而可避免人工分割径流而出现的参数率定误差。
最后,按照该方法,应用二水源、三水源新安江模型对广东省黄京塘流域进行了研究计算,优选出了模型参数。
模型验证结果表明,二水源新安江模型效果比三水源新安江模型好。
关键词:洪水预报,新安江模型,参数优选中图分类号:P338+18;P33312 文献标识码:A 文章编号:0529-6579(2005)03-0093-04 小流域洪水具有降雨量集中、强度大、时间短、汇流速度快、汇流主要呈现山坡汇流的特征,因此小流域洪水往往出现峰高量大,历时短的特点,给小流域洪水预报带来了较大困难。
洪水预报一般采用降雨-径流模型(Rainfall_Runoff_Model)。
国内外目前使用的降雨径流模型主要是集总型模型,如爱尔兰的SLM 模型和SMAR 模型,意大利的CLS 模型和ARNO 模型,美国的斯坦福4号模型和HEC 模型,日本的水箱模型和我国的新安江模型等。
分布式物理水文模型是近年来出现的一类新模型,但在洪水预报方面的应用尚没有进入成熟实用期。
集总型模型目前仍然是主流的洪水预报模型。
新安江模型是一种广泛使用的降雨径流模型,在我国的南方湿润地区应用取得了较好的效果。
新安江模型又分成二水源新安江模型、三水源新安江模型和四水源新安江模型,不同水源新安江模型的不同在于对径流的划分上。
随着水源的增加,模型结构越来越复杂,参数率定越来越困难。
在新安江模型汇流参数率定中,一般将实测径流过程按照水源划分的方法进行分割,由于没有标准的径流分割方法,在进行径流分割时任意性较大,并可能引起模型参数率定的误差。
基于Micaps3.1的中小流域降水与水文精细化预报平台设计与开发
基于Micaps3.1的中小流域降水与水文精细化预报平台设计与开发王俊超;彭涛;王丽娟【摘要】Based on the observed,simulated and forecasted meteorological products derived from new materials,new technology,new method of the modern meteorological operations,the forecasting platform of precipitation and hydrology in small and medium watershed was integrated with Micaps3. 1 system. Combined the observation of hydrology and forecasting models,the precipitation and hydrologi-cal parameters were elaborately forecasted and displayed on the same platform. This paper introduced the main function,the module design features and the main system interface conditions of Micaps3. 1,firstly. Secondly,the deficiencies of Micaps3. 1 were improved to meet the actual needs of small and medium watershed forecast and the elaborate forecasting platform in small and medium watershed was developed,and we focused on the workflows and work contents of system,key technology and related algorithms. Finally,the sys-tem was applied to hydrology forecast in Zhanghe reservoir basin,and the forecasting effects were tested based on the observation and other hydrology processes. In addition,the digital information of basin including the basin boundary and river network was extracted by using GIS technology based on DEM data. The system had been used widely in meteorological bureau of many provinces and cities,res-ervoirs,power plants. The results showed that the system waseasy to transplant and simple to operate,and the layout was reasonable, which had a certain promotion significance and application values.%中小流域降水与水文精细化预报平台以Micaps3.1系统作为集成平台，充分利用现代气象业务中新资料、新技术、新方法获取的实况监测、雷达估算以及模式预报等多元降水产品，结合水文模型及水文实况，在同一平台上实现降水与水文的精细化预报和产品显示，方便用户对最终产品进行交互分析，提高预报准确率和决策服务水平。
洪水分析软件在洪水风险图编制中的应用
洪水分析软件在洪水风险图编制中的应用马建明;喻海军;张大伟;张洪斌;吴滨滨;穆杰【摘要】依托全国重点地区洪水风险图编制项目,中国水利水电科学研究院主持开展了洪水分析软件研发,通过整合国内优势模型技术,开发了包括复杂水利工程调度模拟的一维河网计算引擎,高分辨率二维洪水分析计算引擎、快速非结构网格生成模块,集成国内外广泛使用的SWMM管网模型,基于自主研发的GIS平台,完成了一维、二维洪水模型和城市管网模型的前后处理功能研发,实现了一二维耦合以及城市管网与二维模型耦合.形成了两个软件产品,为中小河流、防洪保护区、蓄滞洪区以及城市洪水分析提供技术支撑.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P17-20)【关键词】洪水分析软件;洪水风险图编制;洪水数值模型【作者】马建明;喻海军;张大伟;张洪斌;吴滨滨;穆杰【作者单位】中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,100038,北京;中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,100038,北京;中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,100038,北京;中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,100038,北京;中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,100038,北京;中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,100038,北京【正文语种】中文【中图分类】TV877;TV122洪水数值模型是分析获取洪水运动及淹没信息的主要手段，在预警预报、灾害评估等方面发挥着重要作用。
针对国内洪水分析软件研发存在实用性和通用性较差等方面的问题，中国水利水电科学研究院联合南京水利科学研究院、河海大学、山东大学等单位，依托全国重点地区洪水风险图项目，在已有基础上组织研发了通用洪水分析软件IFMS和IFMSUrban。
山区小流域洪水风险评估与预警技术研究
山区小流域洪水风险评估与预警技术研究山区小流域洪水风险评估与预警技术研究摘要：随着全球气候变暖和人类活动的影响，山区小流域洪水灾害频发，给人民生命和财产安全带来了巨大威胁。
因此，对山区小流域洪水风险进行评估和预警显得尤为重要。
本文通过总结国内外研究现状和进展，探讨了山区小流域洪水风险评估与预警技术的研究内容、方法和应用，以期为山区小流域洪水风险管理和减灾提供参考依据。
一、引言洪水是山区小流域最常见的自然灾害之一，具有发生频率高、破坏性强等特点。
山区小流域的地形复杂，降雨量大，土壤疏松，植被覆盖率低等因素，使得洪水的形成和扩散速度快，给周边的人口和基础设施带来危险。
因此，针对山区小流域洪水灾害，进行风险评估与预警技术研究，对于提高山区洪水灾害管理水平、减轻灾害损失具有重要意义。
二、研究内容1. 洪水风险评估模型山区小流域洪水风险评估的核心是建立合理的评估模型。
目前，国内外研究者主要使用统计模型、物理模型和计算机模拟等方法进行洪水风险评估。
其中，统计模型主要侧重于历史洪水事件的频率和强度分析，通过统计学方法得出洪水的概率分布；物理模型则基于物理原理和水动力学方程构建洪水模型，模拟洪水的演化过程；计算机模拟则结合了统计模型和物理模型的优点，能够更加准确地评估洪水风险。
2. 洪水预警系统洪水预警系统是山区小流域洪水防治的重要手段。
预警系统主要包括数据获取与处理、预测模型建立、预警指标确定和预警信息发布等环节。
数据获取与处理是预警系统的基础，主要包括水文、气象、地形等数据的采集和处理；预测模型建立是预警系统的核心，通过运用统计模型、物理模型和人工智能等技术进行洪水预测；预警指标的确定是根据洪水事件的强度和频率等进行分析，制定出预警的具体指标和阈值；预警信息发布则是将预测结果通过多种方式向公众发布，提醒公众采取相应的应对措施。
三、研究方法1. 数据分析与处理数据分析与处理是洪水风险评估与预警技术研究的基础。
贵州省暴雨洪水计算实用手册应用概述
贵州省暴雨洪水计算实用手册应用概述刘冬梅;罗永强;郭应洁【摘要】For the data absence areas of middle and small watersheds,the adjacent valley rainfall station data often used to calculate the flood storm.Guizhou Province Storm Flood Practical Calculation Handbook and Guizhou Province Storm Flood Practical Calculation Handbook (revised version)are widely used to calculate the design flood for data absence areas in Guizhou Province.The calculation principle and application of the handbook are introduced in the paper,according to the working experiences over the years,some suggestions are provide in terms of existing problems in the application software.%对于无实测流量资料的中小流域，常常借助本流域及邻近流域雨量站的资料，通过暴雨途径计算设计洪水。
《贵州省暴雨洪水计算实用手册》及《贵州省暴雨洪水计算实用手册（修订本）》是目前贵州省中小流域无资料地区设计洪水计算的基本方法之一。
文章阐述了《手册》的计算原理及其应用，并根据多年实践经验，针对软件应用中的一些问题提出处理意见。
【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】5页(P4-8)【关键词】暴雨洪水;计算实用手册;贵州省;软件编制;应用【作者】刘冬梅;罗永强;郭应洁【作者单位】贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002;贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002;贵州东方世纪科技有限责任公司，贵阳550002【正文语种】中文【中图分类】P333贵州省水利厅1983年编制完成的《贵州省暴雨洪水计算实用手册》(以下简称《手册》)，多年来在贵州省各个部门得到广泛应用，对中小流域，特别是无实测洪水资料地区设计洪水的计算、复核发挥了重要作用，已成为全省中小流域无资料地区设计洪水计算的“实用手册”。
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２ ．贵州省人工影 响天气作业指挥 中心 ， 贵州
发 山洪 地质灾 害 的关 键 因子 ， 汛 期 贵州 省 突 发性 在
山洪灾 害频 繁 发 生 ， 要 是 由于 贵 州 地 形 破 碎 、 主 地 势高差 大 、 时 强 降水 极 易 快 速 汇 合 形 成 洪 水 ， 短 几 乎每 次发生 山洪灾 害 ， 会 导致 大 量 的财产 损 失 和 都 人 员 伤亡 。如 １９ ９５年 ６月 ２ 日遵 义市 城 区降大 暴 ４ 雨， 致使 遵 义 市 湘 江 河 陡 涨 ， 水 淹 没 了城 区 中心 河
能力。
② 中低层低 涡及 地 面 辐 合线 维 持 产 生 的 上 升
运动是 本 次暴 雨 发 生 的 动力 机 制 ， 层 辐 散 、 层 高 低 辐合 的垂直 配置有 利于 暴雨 的发展 。
③ 孟加拉湾和南海越赤道气 流是暴雨水汽的
主要 来源 ， 雨 发 生 时 ， 能舌 与 湿 舌 的 位 置 与 走 暴 高
文 章编 号 ：０ ３— ５ ８ ２ １ ）４— ０ ３—０ １０ ６ ９ （ ０ ２ ０ ０ ３ ４
暴雨 有一定 的指示 意义 ，中低层 辐合 对暴 雨 的产 生
起着 重要作 用 。
５ ７ 假相 当位温 分析 ．
０ｅ ｓ 是表 示 温 压 湿 综 合 的物 理 量 ， 常 暴 雨 发 通 生 在假相 当位 温大 值 区或 是 等值 线 较 密集 区 ， 直 垂 方 向 的变化可 以反 映大 气 层 结对 流 不 稳定 状 态 ， 这 次暴 雨 过程 是 在 有 较 高 的能 量 与 急 流 的配 合 下 产
２１ ０ ２年 第 ４期
第３ 卷 ６
贵 州 气 象
Ｊｕｎｌ ｆ ｕｚｏ ｔｏ ｌ ｙ ｏｒａ Ｏ ｉ ｕＭｅ ｒ ｏ Ｇ ｈ ｅｏｇ Ｖｏ ． ６ Ｎ０ ４ Ｌ ３ ．
着西 风槽前 是一个 较 强 的 正 涡度 平 流 区 ， 雨 出现 暴 在正 涡度平 流 中心 的右 前 方 ， 正 涡 度 平 流先 于 暴 且 雨 出现 ， 对 判 断 西 风 槽 未 来 是 否 发 展 加 深 、 生 这 产
向一 致 ， 雨 落 区与 全 风 速 大 值 区、 汽 通 量输 送 暴 水
关键词 ： 小流域； 洪水； 预报系统 ； 开发
中图分类 号 ：Ｐ１．２ 文献标 识码 ： Ｔ３１５ Ｂ
带 、 汽通 量散 度辐 合 区 、 水 垂直 速 度 上 升运 动 区 、 假
相 当位 温大值 区有很好 的对应 关 系 。
摘 要 ： 贵州夏季突发性山洪频繁发生， 山洪灾害损
失 巨大 。对小流域 的雨情 、 水情进 行实时 监测 ， 结合精 细化 的降水 预报数据 ， 与水文模 型进行耦合开发贵＇ ｔ 并 Ｊ Ｊ流域洪 ＋ ｌ 水 预报 系统可有效地 减少 山洪灾 害带来 的损 失 。贵州 省小
６ 结论
① 这 次暴 雨过 程 是 发 生 在 良好 的大 尺 度 环 流
背下 ， 贝湖低槽 后 部偏 北 气 流 引导 冷 空气 南 下 与 中 低层偏 南 暖湿气 流共 同作 用 的结果 。
流域洪水 预报 系统 以 Ａ ｅ Ｉ ｒＧＳ为平台 ， 依托 Ｇ Ｓ 数据库技术 ， Ｉ、 利用地 理信 息数据和气象数据实现小流域降水 、 流量 和水位
变化的监测 、 预报、 预警 ， 系统可根据降水预报数据输 入水文
模型中模拟小流域未来相应时 间段 的水位和流量变化情 况 ，
当达到一定 阈值之后 系统会 自动报警 ， 为决策部 门及时提供 监测预警信 息 ， 最大限度的减 少小 流域 陡涨洪水造成 的各种 损失 ， 有效地提高贵州省小流域山洪或洪水灾害 的防灾减灾
参考 文献
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生 。从假 相 当位温 剖面 随 时 间 的变化 图上 分 析 （ 图
贵 州 省小 流 域 洪水 预报 系统开发 与应用
毛显后 李怀 志 ，
（ ．贵州 省气象 台， １ 贵州 贵阳 ５ ００ ； ５ ０ ２ 贵阳 ５ ００ ） ５０ ２
略 ）０ｅ随高度减 小 ， ，ｓ 大气 处 于不 稳定 状 态 ， 降水 强
１ 引言
山洪 具 有 突发 性 、 多发 性 、 坏性 强 ， 范 困难 破 防
等 特点 ， 一旦 形 成 ， 往往 会 给 局 部 地 区尤 其 是 低 洼 地 带 的居 民点 带来 毁 灭性 灾 害 ， 国民经 济 和人 民 给 生 命财 产造成 严 重损 害 。气 象 条 件 如降 水 等 ， 是诱