水文预报复习

绪论
性质：水文预报属于非工程的防洪措施
预见期：预报发布时刻与预报要素出现时刻之间的时距。

预见期与精度关系：预见期增长，影响因素增多，偶然性加大，使得预报精度降低。

河道洪水预报：对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。

流域水文预报：对流域上融雪、降雨产生的水量和在流域出口处形成的流量过程的预报。

水库水文预报：大型水库预报内容：入库流量，库水位，水库施工期的水情和水库为防洪、防凌、发电等所需的水文预报。

水文预报的方法：预报方法分三类：经验和半经验方法、水文模型方法、统计预报方法。

水文预报工作程序：1 制作预报方案2 进行作业预报
流域产流
流域蒸发由水面蒸发、陆面蒸发（土壤蒸发）、植物蒸散发三部分构成。

模式计算法：根据土壤含水量的垂直分布，流域蒸发量的计算方法可根据情况选用一层、二层、三层模式。

径流成分：一场降雨形成的径流包含地面径流、地下径流。

径流成分划分：将次洪径流深分成为地面径流和地下径流的过程。

方法：直线斜割法；经验方法。

蓄满产流计算思路：采用试算法：假设稳渗率，根据水源划分的原理计算各时段的直接径流、地下径流，再计算总的地下径流，看它是否与已知的总的地下径流相等。

水源划分：地面径流、壤中流与地下径流
下渗能力分布曲线：下渗能力分布曲线反映了流域各处下渗能力随空间分布的规律。

产流计算：
f
下渗能力分布曲线
1.0
m
f
流域单点下渗能力的最大值
时段产流量
超渗产流、蓄满产流是两种典型的产流模式。

混合产流局限在两种定义的模式下：面积混合法、垂向混合法。

流域汇流 单位线的影响因素 ：1雨强 2暴雨中心位置 3暴雨移动的路线和速度4、流域面积大小
5、河槽原有蓄水量
6、流域比降
7、水源组成比例
单位线的综合：单位线的综合是对单位线进行归纳和概化的过程。

方法：1、当各次雨洪求出的单位线差别不大时，把它们的平均线作为流域的单位线。

2、不符合上述情况时，考虑单位线的主要影响因素（雨强、暴雨中心位置、水源比重等），再分类求平均。

常见的水源划分方法：两水源划分、三水源划分。

分单元汇流 ：考虑到降雨的空间分布不均匀、流域下垫面不一致、大中型水库的影响等，将较大的流域划分成多个单元流域。

在此基础上，进行产汇流计算。

河道流量演算与洪水预报
河道洪水预报 ：在汛期，预报沿防汛河段的各指定断面处的水位和流量。

河道洪水预报的依据 ：河道中洪水波的运动规律。

河道洪水预报方法 ：流量演算法和相应水位法 流量演算法包括：水力学方法和水文学方法 水力学方法包括：解析法和数值法 水文学方法包括：特征河长法和马斯京根法 相应水位法的实质是数理统计法，流量演算法的实质是成因分析法。

流量演算法基本方程：
特征河长：一个河长，使得水位蓄量与水位流量的绳套大小相当，则下断面流量与槽蓄量之间有单值关系。

故这个河段长度被称为特征河长。

当 t f P m
∆⋅<f
b m f f ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=11α当 时， t f P m ∆⋅≥t f FA ∆⋅=⎰⋅-∆=P df t FA 0)1(αt f P f f FA f b m ∆⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=+11FA P R s -=
马斯京根法参数含义：k 为恒定流状态下，河段的传播时间 x 反映了河槽的调蓄作用大小 X 的变化规律：在0≤x ≤5时，x 越小，表明河槽的调蓄作用越大。

同一条河流，上游的x 比下游的x 大。

当预报河段较长时，（△t 较大时），取△t=k ，只能满足水面线呈直线，所以提出分段马斯京根法。

计算方法：
洪水波的2种变形：展开、扭曲。

相应水位：洪水波上某一点，先后经过上、下游断面时，在两个断面处出现的水位。

涨差法：以上游站涨差（或次涨差）为参数的相应洪峰水位预报法。

现时校正法：为提高预报精度，根据已出现的预报误差，对相应水位法的预报结果实施一次校正，称为现时校正法。

基本思想：认为相邻两次的预报误差相关。

当明确这种相关关系后，根据前一次的预报误差计算本次预报误差，再作出新的预报
合成流量 ：上游各干、支流的洪水考虑各自的传播时间不同，在下游同一断面的合成。

原理式：
实时洪水预报
含义：在作业预报的过程中，不断地利用“新息”（最新时刻的预报误差），运用现代系统理论的方法，对模型的参数或预报值或状态变量进行校正，以改善预报精度。

实时洪水预报方法是现代水文预报技术发展的一个重要方向。

方法：最小二乘法 误差自回归法 卡尔曼滤波法
预报模型建立的两个环节：模型结构的选定 模型参数的确定
洪水预报误差的来源 ：1模型结构的误差 2模型参数估计的误差 3模型输入误差，即输入实测资料的误差。

卡尔曼滤波法2方程：
最小二乘法递推：
水库水文预报
水库水文预报的内容 ：1库水位预报 2出库流量预报
库水位预报关系式： 出库流量预报的2个方程：水量平衡方程： 蓄泄关系方程：
3种方法：试算法 半图解法 全图解法 )(n 1
∑
=-=i t i t i I f O τ),,(q I V f Z =t q q t I I V V ∆⋅+-∆⋅+=-)(21)(21212112)(V f q =
动库容：库区范围内，实际水面线与坝前水位水平线之间的库容。

水库水位预报
预报方案评定和检验的目的：评定和检验预报方案的可靠性及预报值的精度，从而确定方案的合理性、适用性。

预报方案的评定：由编制方案时所采用的全部点据，用预报方案进行模拟，以评定方案的合格率和有效性。

预报方案的检验：用没有参加编制方案时所预留资料，用预报方案进行模拟，以评定方案的合格率和有效性。

预报方案精度指标：合格率QR 、确定性系数DC
洪水预报精度的评定：洪水预报精度评定时，只对预见期（△t ）内的预报结果进行评定，不对预见期以外的预报结果进行评定。

许可误差：采用一定的预报方法，对某一预报对象进行预报时，所规定误差的上限。