水文预报
水文集合预报概述及模型案例
水文集合预报概述及模型案例水文集合预报（HydrologicalEnsembleForecasting）是一项新兴的水文预报技术，它旨在利用多个预报模型预测水文变量，有效提高水文预报准确性。
水文集合预报可以使用多种数据，包括气象学、水文学、地理信息等，并结合水文模型和数据处理技术来实现。
这种综合性的水文预测方法可以有效提高水文预报的准确性。
一般来说，水文集合预报包括气象预报、水文模型、水文数据处理和集合分析等方面的内容。
首先，开展气象预报，获取气象变量，如温度、湿度、风向、风速等，可以更有效地研究水文过程。
其次，根据获取的气象数据，利用水文模型预报水文变量，如洪水预测、径流量预测等。
第三，利用水文数据处理技术，对水文变量的结果进行处理，以更准确地测定水文变量的规律。
最后，进行集合分析，评估不同模型的可信度，提高水文预报的准确性，降低预报的误差。
水文集合预报技术已经受到了越来越多的关注，由于它具有节省时间、提高准确性等优点，得到了大量应用。
在近年来，水文统计模型在水文集合预报中发挥了重要作用，有助于改善气象学模型的合理性和准确性。
目前，常用的水文集合预报模型有香农模型（Thomson model）、正态模型（Normal model）、贝叶斯模型（Bayesian model）等，它们在模拟水文变量的分布特征中表现出较好的结果。
举个例子来说，基于香农模型的水文集合预报可以应用于满足某种约束条件的自然环境下，通过多次水文模拟，对水文变量的分布特性进行评估。
通过使用统计技术，可以计算出模拟结果的可靠性分布，因此，根据这些统计结果可以更有效地进行水文预报，查准率更高。
总而言之，水文集合预报通过合理的数据融合，使水文预报更加准确可靠，有助于改善水文管理，促进水资源的可持续利用。
可以预见，水文集合预报技术将在水文管理和水文预报方面发挥重要作用，促进水文工作的深入发展。
水文预报主要知识点总结
水文预报主要知识点总结水文预报的主要知识点包括以下几个方面：1. 水文资料的获取和处理水文资料是水文预报的基础，包括雨量、水位、流量、蒸发、降雪、土壤含水量等观测数据，以及地形、土壤、植被、地下水、地表水等空间数据。
水文资料的获取依靠气象、水文观测站、遥感技术和地理信息系统等手段，数据的处理和分析则需要运用数理统计、计算机模拟、数据挖掘等方法。
2. 气象因素与水文变化的关系气象因素对水文过程有着显著影响，主要包括降水、蒸发、降雪等。
降水是引起洪涝灾害的主要原因，而蒸发则是水体的主要损失途径，降雪则是冬季水资源的重要来源。
通过对气象因素与水文变化的关系进行研究，可以发现其规律性，从而提高水文预报的准确性和可靠性。
3. 水文模型的建立与应用水文模型是描述水文过程的数学模型，包括水文循环模型、径流模型、地下水模型、土壤水模型等。
通过建立水文模型，在预报时段内对水文过程进行模拟和预测，可以为水文预报提供科学依据和数值计算支持。
4. 预报技术与方法水文预报的技术和方法主要包括统计预报、物理模型预报、时间序列预报、模糊预测、灰色预测、人工神经网络等。
其中，统计预报是基于历史观测数据的分布特征和规律性来进行预测，而物理模型预报则是借助数学方程描述水文过程，通过计算机模拟来进行预测。
不同的预报技术和方法适用于不同的预报对象和目标，需要根据实际情况进行选择和应用。
5. 水文预报的评估与调整水文预报的准确性和可靠性是其重要评价指标，需要通过对观测数据和实际情况的对比，对预报结果进行评估和调整。
评估方法包括统计检验、误差分析、敏感性分析等，通过评估和调整，可以不断提高水文预报的准确性和可靠性。
水文预报是气象水文科学的重要内容之一，对于社会经济的可持续发展具有重要意义。
通过加强水文预报的研究和实践，提高水文预报的科学性、准确性和可靠性，可以为我国的水资源管理、防洪减灾、农业灌溉、城市供水等领域提供有力支撑。
同时，水文预报的发展也需要不断创新和完善，加强国际交流与合作，借鉴和吸收国际先进经验和技术，推动水文预报事业的发展和进步。
水文预报的基本概念
水文预报的基本概念
水文预报是指通过对水资源的动态变化进行观测和分析，以便根据预测结果提前做好应对措施的一种预测方法。
它是对水文过程进行系统研究和模拟，以便预测水文变量未来的变化趋势、幅度和时间。
水文预报的基本概念包括以下几个方面。
首先，水文预报是建立在水文观测数据基础上的。
通过对水文过程的连续观测，可以获取水位、流量、降水量等相关数据，为水文预报提供数据基础。
这些数据对于识别水文过程的规律以及预测未来的变化趋势至关重要。
其次，水文预报是建立在水文模型基础上的。
水文模型是对水文过程进行数学建模和仿真的工具，通过模拟水文系统的各种过程和变量之间的相互作用，可以预测未来的水文变化。
常用的水文模型包括物理模型、统计模型和数据驱动模型等。
此外，水文预报还涉及到预报方法的选择和应用。
根据具体的预测目标和数据条件，可以选择不同的预报方法进行预测。
常用的预报方法包括统计方法、时间序列分析方法和人工神经网络方法等。
预报结果需要经过验证和评估，确保其准确性和可靠性。
水文预报的应用范围广泛，包括水文灾害预报、水资源调度预报、
水环境保护预报等。
通过水文预报，可以及时预警和预测水文事件的发生，为决策者提供科学依据，有针对性地采取措施，减轻水文灾害的影响，优化水资源配置，保护水环境。
总的来说，水文预报是一种基于水文观测数据和水文模型的预测方法，通过分析和预测水文过程的变化，提前做好应对措施，以保障水资源的安全利用和水环境的保护。
它在水文领域中具有重要的研究和应用价值。
水文预报开题报告
水文预报开题报告水文预报开题报告一、研究背景水文预报是指通过对水文要素的监测和分析，利用数学模型和统计方法，预测未来一段时间内的水文变化趋势，为水资源管理、防洪减灾和水利工程运行提供科学依据。
水文预报在农业、工业、城市供水、环境保护等领域具有重要的应用价值。
二、研究目的本研究旨在探索水文预报的方法和技术，提高水文预报的准确性和可靠性，为相关领域的决策提供科学依据。
具体研究目标如下：1. 分析水文要素的时空变化规律，建立水文要素的数学模型；2. 探索水文要素与气象、地质、人类活动等因素的关联性；3. 利用统计方法和机器学习算法，对水文数据进行处理和分析；4. 提出改进水文预报方法的建议，提高预报准确性。
三、研究内容本研究将围绕以下几个方面展开：1. 水文要素的时空变化规律分析通过对历史水文数据的收集和整理，分析水文要素（如降雨量、径流量、水位等）的时空变化规律。
利用统计方法和时序分析技术，揭示水文要素的周期性和趋势性变化。
2. 水文要素与环境因素的关联性研究探索水文要素与气象、地质、人类活动等因素之间的关联性。
通过分析多个变量之间的相关性，建立水文要素与环境因素的数学模型，为水文预报提供更准确的输入数据。
3. 水文数据处理和分析针对水文数据中的噪声、缺失值等问题，采用数据插值和异常值处理方法，提高数据质量。
利用统计方法、机器学习算法等技术，对水文数据进行挖掘和分析，提取有用的信息。
4. 改进水文预报方法根据前期研究的结果，提出改进水文预报方法的建议。
可以尝试引入新的模型和算法，结合多个模型进行集成预报，提高预报准确性和可靠性。
四、研究方法本研究将采用以下方法进行实施：1. 数据收集和整理收集历史水文数据、气象数据、地质数据等相关数据，进行数据清洗和整理，建立完整的数据集。
2. 数据分析和建模利用统计方法和时序分析技术，对水文要素的时空变化规律进行分析。
通过回归分析、相关性分析等方法，研究水文要素与环境因素的关联性。
水文服务中的水文预报
水文预报的精度评估
评价指标
水文预报的精度评估通常采用评价指标如均 方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE ）等。
对比分析
将实际观测数据与预报数据进行对比分析，计算各 项评价指标，评估预报精度。
误差来源分析
通过对误差来源进行分析，找出影响预报精 度的主要因素，为改进预报方法提供依据。
03
水文预报在防洪减灾中的应用
未来水文预报
随着科技的不断进步，水 文预报将更加精细化、智 能化和个性化。
水文预报的种类与特点
种类：洪水预报、枯水预报、冰情预报 、水质预报等。
动态性：随着时间和空间的变化，水文 状况也在不断变化，需要不断更新和调 整预测结果。
复杂性：需要考虑多种因素，如气候、 地形、土壤、植被等。
特点
针对性：针对不同流域、不同季节、不 同情况下的水文状况进行预测。
根据预测结果，指导相关部门进行生态修复工作，促进水生生物群 落结构的恢复和改善。
湿地生态修复预测
湿地生态系统监测
通过定期监测湿地的植被、土壤、水文等指标，了解湿地生态系统状况。
预测模型
建立湿地生态修复预测模型，根据历史数据和实时监测数据，对未来湿地生态系统变化进 行预测。
修复方案制定
根据预测结果，制定相应的湿地生态修复方案，包括植被恢复、土壤改良、水资源管理等 方面的工作。同时，根据修复过程中的监测结果，及时调整修复方案，确保湿地生态系统 的恢复和改善。
参与国际合作
积极参与国际水文组织和机构的 活动，加强与其他国家和地区的 合作与交流。
02
引进国际先进技术
引进国际上先进的水文预报技术 和经验，促进我国水文预报水平 的提高。
03
推动国际交流与培 训
水文预报
华南理工大学水利水电工程系黄国如
例如1998年8月长江中下游发生近百年一遇的特大洪水，由 于及时准确的洪水预报，对葛洲坝水库和隔河岩水库科学 调度，使三峡以上来的洪水和清江洪水的洪峰互相错开，
大大降低了荆江河段的洪峰水位，避免了荆江分洪损失，
为战胜该年发生的特大洪水做出了巨大贡献。 洪水预报还可较好地解决水库防洪与兴利的矛盾，在预报
华南理工大学水利水电工程系黄国如
（3）计算时段Δt的选择
Δt不能取得太长,以保证流量过程线在Δt内近于直线； 为在计算中不漏掉洪峰,选取的Δt最好等于河段传播时间τ。
（4）预见期问题
马斯京根法用于预报时是没有预见期的。 如果取Δt=2kx，则Co=0,有一个时段的预见期。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
相应水位是指在河段同次洪水过程线上，处于同一位相点上、下站的水位称 为相应水位。如下图所示某次洪水过程线上的各个特征点，例如上游2点洪峰
水位经过河段传播时间τ，在下游站2’点的洪峰水位，就是同位相的水位。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
（2）相应水位（流量）法的基本方程
河段无区间入流：设河段上游站流量为Q上,t，经过时间τ的传 播，下游站的相应流量为Q下,t+τ，两者的关系为 Q下,t+τ=Q上,t－ΔQL 式中：ΔQL为洪水波展开量，与附加比降有关。 河段有区间入流q：两者的关系为 Q下,t+τ=Q上,t-ΔQL + q
华南理工大学水利水电工程系黄国如
华南理工大学水利水电工程系黄国如
5.2.4
马斯京根洪水演算法
天然河道里的洪水波运动属于不稳定流，洪
水波的演进与变形可用圣维南方程组来描述。水 文学上的流量演算法是在圣维南方程组简化的基 础上，利用河槽的水量平衡方程替代连续性方程 ，用河段的蓄泄关系替代动力方程，然后联立求 解，将河段的入流过程演算为出流过程的方法。
水文预报总复习
2.3 流量演算法
流量演算法是在圣维南方程组进行简化的基础上， 流量演算法是在圣维南方程组进行简化的基础上，利 是在圣维南方程组进行简化的基础上 水量平衡原理和 用河段的水量平衡原理 蓄量关系把河段上游断面的入流 用河段的水量平衡原理和蓄量关系把河段上游断面的入流 量过程演算成下游断面的出流量过程的方法。 量过程演算成下游断面的出流量过程的方法。 槽蓄曲线的一个重要特性是槽蓄曲线的坡度就是河段的 槽蓄曲线的一个重要特性是槽蓄曲线的坡度就是河段的 传播时间。 传播时间。
R fc =(R − ∑ i )/ ∑ i G R Pi E i i
P i≤ C E F P i> C E F
检验超渗时段是否与假设相符， 若相符， 即为所求， ⑤ 检验超渗时段是否与假设相符 ， 若相符 ， fc 即为所求 ， 否则 重新假设超渗时段m，回到③ 直到相符。 重新假设超渗时段 ，回到③，直到相符。
第二章
河段洪水预报
1.洪水波的变形，内因、外因。附加比降。 1.洪水波的变形，内因、外因。附加比降。洪水波的展开反映 洪水波的变形 在相应水位（流量）关系上； 在相应水位（流量）关系上；洪水波的扭曲因导致水面比降的 改变，引起传播速度的变化，主要体现在传播时间曲线上。 改变，引起传播速度的变化，主要体现在传播时间曲线上。 2.河段洪水预报方法： 2.河段洪水预报方法： 河段洪水预报方法 相应水位(流量)法：采用相关分析途径，由过去的资料统计 相应水位(流量) 采用相关分析途径， 分析，建立上、下游相应水位(流量)间的关系和相应的传播时 分析，建立上、下游相应水位(流量) 间关系，然后用以作业预报。 间关系，然后用以作业预报。 合成流量法：把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合 合成流量法： 成流量， 的关系曲线， 成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量Q下t的关系曲线， 即该法的预报方案。 即该法的预报方案。 流量演算法： 流量演算法：按洪水在河段运动中应遵守的水量平衡原理和 能量守恒原理而建立的预报方法。 能量守恒原理而建立的预报方法。
水文预报课程设计
水文预报课程设计一、课程背景水文预报是对水文变量（如水位、流量、降雨等）在时间与空间上进行推算和预测的一项技术。
在防洪、水资源管理、水利工程设计等方面有着重要的应用。
水文预报需要掌握一定的水文规律和计算方法，因此这门课程在水文、水利、环境等相关专业中具有重要意义。
二、课程目标本课程旨在帮助学生掌握水文预报的基本概念、计算方法和技术路线，了解水文预报在防洪、水资源管理、水利工程设计等方面的应用，培养学生的水文预报分析与决策能力。
三、教学内容本课程主要包括以下内容：1.水文变量的描述和统计分析2.水文预报的基本概念和方法3.实时水文预报的数据获取和处理4.模型选择和参数确定5.模型应用和结果解释6.水文预报在防洪、水资源管理、水利工程设计等方面的应用四、教学方法本课程采用理论授课、实践演示和案例分析相结合的方式进行。
课程进度分为两个部分，第一部分以理论知识为主，应用案例为辅。
第二部分以应用案例为主，理论知识为辅。
并通过集体讨论、群体演示等形式，培养学生的团队合作和解决问题的能力，增强学生的实践操作能力。
五、教材与参考书目1.《水文预报实用技术》（陈风生著）2.《水文预报方法与实践》（杨晓蕾著）3.《水文预报与防洪抗旱应急管理》（韩志国著）4.《水文预报技术与工程应用》（林云、赵小敏著）六、作业与考核1.课堂笔记：按照要求记录下课堂重点知识点，积极参与课堂讨论与互动。
2.论文撰写：选择水文预报的一个应用场景，进行实证分析，并撰写一篇不少于2000字的论文。
3.设计作业：结合实际案例，对水文预报的数据分析和模型运用进行设计，提交报告和代码。
七、实验设备与环境本课程需要学生掌握相关的计算机技术和编程语言，例如MATLAB、Python等。
学生需要在实验室环境下利用计算机对数据进行处理分析和模型训练。
实验室具备支持数据处理和编程的计算机设备，并安装了相关软件和工具。
八、教学团队本课程由教授和助教共同组成教学团队。
水文预报 方案
水文预报方案1. 概述水文预报是通过对水文要素的监测、数据分析和模型预测，提前预判水文情况的一种方法。
水文预报在水资源管理、防洪抗旱、生态环境保护等领域具有重要意义。
本文将讨论水文预报的方案，包括数据采集与处理、模型建立与优化以及预报结果的可视化与评估。
2. 数据采集与处理2.1 数据采集水文预报的第一步是收集水文要素的监测数据，包括降水量、径流量、地下水位等。
可以利用现有的气象站、水文测站和地下水测井等设备进行数据采集。
确保数据采集设备的准确性、稳定性和实时性是数据采集的关键。
2.2 数据处理采集到的原始数据可能存在缺失值、异常值和噪声。
因此，在进入模型建立之前，需要对数据进行处理。
常见的数据处理方法有：填补缺失值，剔除异常值，平滑噪声等。
可以使用统计学方法和时间序列分析方法来处理数据。
3. 模型建立与优化3.1 模型选择根据水文预报的特点，可以选择不同类型的预报模型。
常用的模型有统计模型、物理模型和数据驱动模型。
统计模型基于历史数据的统计规律进行预报；物理模型基于对水文过程的深入认识和建模进行预报；数据驱动模型则通过机器学习的方法从历史数据中学习得到预报模型。
3.2 模型建立根据选定的模型类型，建立对应的数学模型。
例如，使用统计模型时可以利用回归分析建立线性或非线性回归模型；使用物理模型时可以建立流域水文模型，包括表示水文过程的连续方程和初始条件等；使用数据驱动模型时可以采用神经网络、支持向量机等机器学习方法。
3.3 模型优化经过初步建模后，需要对模型进行优化和验证。
可以利用交叉验证、模型比较和参数调整等方法对模型进行优化，以提高预测精度和鲁棒性。
4. 预报结果的可视化与评估4.1 结果可视化对于水文预报的结果，可以通过图表的形式进行可视化展示。
常见的可视化方法有折线图、柱状图、散点图等。
可以将预报结果与观测数据进行比较，以评估预报的准确性和可靠性。
4.2 结果评估为了评估水文预报的准确性和可靠性，可以采用不同的评估指标，例如均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）和相关系数等。
水文预报开题报告
水文预报开题报告1. 研究背景和意义水文预报是指通过对水文数据的分析和预测，对未来一段时间内的水文情况进行预报和预测的科学方法。
水文预报在水资源管理、防洪减灾、农田灌溉等领域起着重要的作用。
随着气候变化和人类活动的影响，水文预报的准确性和时效性对于保护人民生命财产安全、合理利用水资源具有重要意义。
2. 研究目标和内容本次研究旨在通过分析历史水文数据和气象数据，建立水文预报模型，预测未来一段时间内的水文情况。
主要研究内容包括：•收集和整理历史水文数据和气象数据；•对数据进行预处理和清洗，确保数据的准确性和一致性；•运用统计学和机器学习方法，建立水文预报模型；•通过模型对未来一段时间内的水文情况进行预测和预报；•对预测结果进行评估和验证，提高预报模型的准确性和可靠性。
3. 研究方法和技术路线本次研究将采用以下方法和技术进行：•数据采集和整理：收集历史水文数据和气象数据，并进行数据清洗和预处理，确保数据的可用性；•特征工程：对数据进行特征提取和选择，选取与水文情况相关的特征；•模型建立：根据选取的特征，运用统计学和机器学习方法建立水文预报模型，如支持向量机、随机森林等；•模型训练和优化：利用历史数据对模型进行训练和优化，提高模型的准确性和预测能力；•预测和预报：利用训练好的模型对未来一段时间内的水文情况进行预测和预报；•结果评估和验证：对预测结果进行评估和验证，比较预测结果与实际观测数据的差异，提高模型的可靠性。
4. 预期成果和创新点本次研究预计可以获得以下成果：•建立准确和可靠的水文预报模型，提高水文预报的准确性和时效性；•对未来一段时间内的水文情况进行预测和预报，为水资源管理、防洪减灾等提供科学依据；•提高数据处理和模型建立的方法和技术，为其他相关领域的研究提供参考和借鉴。
本次研究的创新点主要有：•结合统计学和机器学习方法，建立水文预报模型；•利用历史水文数据和气象数据进行预测和预报，提高预测结果的准确性和可靠性；•对预测结果进行评估和验证，提高模型的可靠性和应用性。
9第七章：水文预报
《水文学原理及应用》水文预报水文预报：7.1 概述z z z水文预报的分类a) 径流预报水位流量，z洪水预报：z枯水预报：b) 沙情预报：c) 冰情预报：d) 水质预报：预报的预见期：按预见期长短可分为：a)短期预报：b)中长期预报：a）上下游相关法：建立b）水文模型法：建立7.2 短期洪水预报7.2.1 河道洪水预报a) 河道中的洪水预报：b) 流域降雨径流预报：洪水波的定义：zz波后波前i 0i ’i 波长A 1C 1河道中洪水波运动D 2B 2h 2A 2C 2波体波高B 1D 1h 1波峰河道非恒定流基本方程∂t∂x扩散波q：侧向入流河道中洪水预报的常用方法：1）上下游相关法2）水文模型法2. 相应水位/流量法zz相应水位（流量）的概念：相应水位相应流量水位(m)Z 上,t1Z 上,t2ab上游站下游站Z 下,t1+ τ1Z 下,t2+ τ2b ’a ’下游站水位变化过程线同位相水位示意图上游站水位变化过程线τ1tτ2Z t1 , Z t2Z t1+ τ1, Z t2+ τ2¾。
在相应水位(流量)法预报中，要解决二个问题：a.建立Z上, t~ Z下, t+τ的相关关系；b.确定相应的传播时间τ。
¾洪峰流量水位)Z (f )Z (f Z t t t ，，，上上下21==+ττ上游站洪峰水位(m)下游站洪峰水位(m)传播时间(hr)¾21.4m 07/16/7:008hr 18.4m07/16/15:00¾其影响因素有：XYZ以下游站同时水位为参数的相应水位关系图Z 上,t(m)5657585956575859Z 下,t Z 下,t τ(hr)Z 下,t+τ¾3、合成流量法zz式中，：下游断面t时刻的洪峰流量;：上游干支流各站在时刻的洪峰流量之和；：洪水从上游干支流各站断面到下断面各自的传播时间；n：上游干支流各测站的总数目Q3τ3Q1Q 2τ1τ2QQQ 1+Q 2+Q 3下游断面洪峰流量上游三站合成洪峰流量Q 1、Q 2、Q 3：均为上游各站的实测流量；Q ：下游站预报的流量；∑=−=ni t ,i t )Q (f Q i 1τ上下，预报期的选择：取决于上游各站的最短的传播时间，由于上游干流的流量最大，故常以干流的转播时间作为预见期。
水文预报复习资料
第一章绪论1、水文预报的概念依据水文现象客观规律，利用实测水文气象资料，应用肯定原理、技术和方法，对水文要素〔或其特征值〕的将来状况进展推测。
2、何为水文预报(1)降雨后发生了什么？依据的信息对将来肯定时期内水文状态作出定性或定量的推测。
信息：水文状态：(2)水文预报的内涵与实质？以水文水资源学科根本理论与方法为根底，严密结合生产实际，构建具体的预报方法/ 预报方案/预报调度系统，效劳于生产实际。
水文预报水文气象资料：降水、蒸发、气温、水位、流量、冰情等原理：气象学、水文学、水力学等技术:遥测、遥感、计算机、现代通信技术、GPS 等方法:成因分析法、统计相关法、系统分析法预见期:预报公布时刻与预报要素消灭时刻之间的时距预见期的长短随预报工程、预报条件〔依据的资料〕和技术水平不同而异。
预见期与精度间关系:预见期增长，影响因素增多，偶然性加大，使得预报精度降低水文预报的内容流域或区域性洪水与旱情推测水体封冻开冻状况及冰凌冰情推测积雪及冰川融雪径流预报水利水电工程施工期预报水工程运行期水文要素预报河道沿程水文要素变化预报水文预报争论层面发生变化传统水文：包括水文测验水文预报水文计算现代水文：包括水资源水环境水生态水文预报的效劳层面发生变化1、传统水文预报向现代实时洪水预报调度系统延长2、防洪减灾向水资源评价开发利用和治理延长3、水文模型向面污染模型和生态评价模型延长人类活动对流域水文情态/水文预报的影响：1、人类活动转变了自然面貌，从而转变了陆面的水文情态2、中国具有世界上最猛烈的人类活动，水文预报自然受到最猛烈的人类活动影响3、人类对流域环境过度和无序的干扰，破坏了水文气象资料的全都性和代表性气候变化对水文情态/水文预报的影响：1、对工业、农业、生态环境和人们生活产生影响2、全球水文循环加剧并对区域水资源和水文预报产生肯定的影响3、易造成极端水文特别大事的发生，导致洪水和干旱的频率与强度增加，准确做出预报更加困难4、防洪安全、水资源安全、水工程安全和水生态环境安全问题对预报提出更高要求1998 年长江大洪水特点1、全流域性的大洪水2、洪水次数多：8 次洪峰3、洪水量级大：百年一遇4、洪峰水位高：屡次超历史最高5、洪水持续时间长6、洪水发生早，来势猛2023 年淮河洪水特点：1、降雨历时集中,强度大,分布范围广2、干支流洪水并发,暴雨洪水组合恶劣3、洪水涨势猛,水位高,持续时间长4、流量和洪量大水文预报的分类1、按预见期的长短短期预报中长期预报长期预报超长期预报2、按预报内容洪水预报枯水预报冰情预报台风风暴潮预报沙量预报3、按预报范围或水体河道洪水预报河口水文预报流域水文预报区域水文预报水库水文预报湖泊水文预报短期预报：要由水文要素做出的预报，预见期一般为数小时至数天，包括河道洪水预报和流域降雨径流预报、水库水文预报等中长期预报：包括气象预报性质在内的水文预报，预见期在2～5 天以上，10～15 天以内，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。
水文情报预报规范
水文情报预报规范一、引言水文情报预报是指通过搜集和分析各类水文数据，为水利工程管理人员和决策者提供准确可靠的水文情报，并进行预报，以支持水资源管理和调度决策。
本文将介绍水文情报预报的规范和要求。
二、数据采集1. 水文数据的来源：水文数据的获取可以通过水利监测站、遥感技术、气象站等多种途径获取。
在进行数据采集时，应确保数据来源可靠、准确。
2. 数据采集频率：水文数据的采集应有一定的频率，以确保数据的连续性和及时性。
常规的水文数据采集频率如下：- 水位数据：每小时采集一次；- 降雨数据：每10分钟采集一次；- 流量数据：每小时采集一次。
3. 数据质量控制：在进行数据采集时，必须对数据进行质量控制，包括数据的实时性、准确性和完整性等方面的验证和校验。
三、数据分析与处理1. 数据分析方法：对采集到的水文数据，应进行科学的分析和处理。
主要包括数据的整理、计算和统计等，以便进行后续的预报工作。
2. 预报模型建立：根据历史数据和统计分析结果，可以建立相应的预报模型。
预报模型的建立应基于科学的理论和方法，并经过充分的验证和调整。
四、预报结果评估1. 预报准确度评估：对于已经进行的水文情报预报，应进行准确度评估。
评估方法可以使用预报准确度指标，如均方根误差（RMSE）和相关系数等。
2. 预报结果反馈：对于预报准确度较低的情况，应及时对预报模型进行调整和优化，以提高预报准确度。
五、预报报告编写1. 预报报告的内容：预报报告应包含预报的具体结果，包括水位、流量、降雨量等预报结果，并注明预报的时间和地点等信息。
2. 报告格式规范：预报报告应按照规定的格式进行编写，包括标题、正文、表格和图表等部分。
报告的排版要整洁美观，语句通顺，以确保阅读体验。
六、预报结果发布与传播1. 预报结果发布渠道：预报结果应及时发布，并通过水利部门的官方网站、微信公众号等渠道向相关部门和公众传播。
2. 发布内容和方式：预报结果应包含关键信息和建议，以便相关部门和公众能够及时采取措施。
水文情报预报规范解读
水文情报预报规范解读1. 前言水文情报预报是指通过水文测量、采样和分析来获得水文情报，并据此进行水文预报的过程。
水文情报预报规范则是规定了水文测量、分析和预报的标准和程序，以确保水文情报的准确性和可靠性。
本文将对水文情报预报规范进行解读，并对其中的一些关键概念和流程进行详细说明。
2. 水文情报预报的基本原则水文情报预报的基本原则包括准确性、及时性、完整性和可靠性。
具体来说，水文情报预报应当准确反映当前的水文状况和趋势，并及时提供给有关方面；同时，水文情报预报应当包含充分的信息，以便更好地进行水资源管理决策；最重要的是，水文情报预报应当是可靠的，即经过科学验证和实证的结果。
3. 水文测量的方法和技术水文测量是水文情报预报的基础，它包括对水质、水量和水位等方面的测量。
常用的水文测量方法有直接测量和间接测量两种。
3.1 直接测量直接测量是指通过直接观测水文要素来获取水文情报的方法，包括以下几种常用的测量方法：•水位测量：通过测量水位来获取水文情报，常用的工具有水位计和测流梳；•水质采样：通过采集水样并进行化学分析来获取水文情报，常用的工具有水样采集器和化验设备；•水量测量：通过测量水流速度和水截面积来计算水流量，常用的方法有流速测定和测流断面法。
3.2 间接测量间接测量是指通过其他参数和模型计算得出水文要素的方法，常用的间接测量方法有水文模型和遥感技术等。
4. 水文情报预报的流程和方法水文情报预报的流程包括数据采集、数据处理和数据分析等步骤，具体如下：4.1 数据采集数据采集是指通过水文测量和采样等方法获取水文数据的过程。
在数据采集中，应当注意保证数据的准确性和可靠性，同时应当根据需要采集足够的数据量。
4.2 数据处理数据处理是指对采集到的水文数据进行整理和处理的过程。
在数据处理中，一般会进行数据的清洗、校正和合并等操作，以获得可靠的数据集。
4.3 数据分析数据分析是指对处理后的水文数据进行统计和分析的过程。
水文气象预报
水文气象预报水文气象预报是指根据气象因素对水文条件进行预测和分析的一种技术手段。
通过水文气象预报，可以及时掌握水文情况，有效预防水灾和其他相关灾害，保障人民生命和财产的安全。
本文将从水文和气象方面介绍水文气象预报的重要性和应用。
一、水文预报水文预报是指根据已有的水文数据和气象资料，利用数学模型和统计分析方法，对未来一段时间内地表水和地下水的变化进行预测。
水文预报在水利工程、农田灌溉和城市排水等领域有着广泛的应用。
通过水文预报，我们可以预测河流的水位、流量和洪峰期，及时采取措施防范洪水灾害；同时，对于农田灌溉和城市排水管理也有重要的指导作用。
二、气象预报气象预报是指根据已有的气象数据和气象模型，结合气候系统变化规律，对未来一段时间内的天气变化进行推测。
气象预报在农业生产、交通运输和灾害防范等领域具有重要的意义。
通过气象预报，我们可以提前预知天气的变化，合理安排农业生产活动；对于交通运输管理方面，也可以提前采取措施，确保交通安全；此外，在灾害防范方面，气象预报可以提醒人们注意天气情况，避免不必要的风险。
三、水文气象预报的重要性水文气象预报是水文和气象两个领域的结合，可以充分利用气象因素对水文情况进行预测和分析。
它对于人们的生产生活和灾害防范具有重要的意义。
首先，水文气象预报可以帮助我们更好地规划和管理水资源。
通过对水文条件的预测，可以合理利用和配置水资源，提高水资源的利用效率。
同时，通过对气象因素的分析，可以预测降水情况，及时采取措施调节水源和灌溉计划，保障农田灌溉和城市供水。
其次，水文气象预报可以提前预警，减少灾害损失。
通过水文气象预报，我们可以及时了解水位、流量和天气等情况，预警洪水、干旱和其他自然灾害的发生。
这样可以提前采取防范措施，减少灾害的发生，保护人民的生命和财产安全。
最后，水文气象预报可以为各行各业提供重要的参考信息。
无论是农业生产、交通运输还是城市规划等，都需要根据水文气象情况进行决策和管理。
水文预报基本原理
水文预报基本原理
水文预报的基本原理是根据历史和实时的水文观测资料、气象预报资料等，利用水文数学模型和统计方法，分析研究流域的水文过程，预测未来一段时间内的河流水位、水流量、洪水等水文变量。
水文预报的基本原理包括以下几个方面：
1. 数据收集和处理：水文预报依赖于各类水文观测资料，包括水位、流量、降雨等数据。
这些数据需要通过测站、遥测等手段进行实时收集，并经过质量控制和处理，得到可靠的观测数据。
2. 建立水文模型：通过分析研究水文过程的机理，建立水文数学模型，描述降雨入渗、径流形成、河道水流等过程，包括水文模型的参数等。
3. 模型参数校准和验证：通过利用历史观测数据，对水文模型的参数进行校准和验证，使模型能够准确地模拟流域的水文过程。
4. 水文预报方法选择：根据流域的特点和需求，选择合适的水文预报方法。
常用的方法包括模拟法、统计法、组合法等。
模拟法通过运行水文模型，预测未来的水文变量；统计法通过分析历史观测资料，建立统计关系，进行预报；组合法结合模拟法和统计法等多种方法。
5. 预报结果评估和发布：对于水文预报结果进行评估，包括验证预报的准确性和可靠性。
预报结果可以通过多种方式发布，如预警信号、预报图表等，供相关部门和公众参考和决策。
水文预报的基本原理是通过观测资料、数学模型和统计方法相结合，分析研究水文过程，预测未来水文变量，为水资源管理和防洪减灾等提供科学依据。
水文预报
• ，利用河段上断 面的实测水位（流量），预报河段下断面未来水位 （流量）的方法，称为相应水位（流量）法。 （一）基本原理 无区间入流：
Q下,t+τ= Q上,t -△QL
有区间入流q： Q下,t+τ= Q上,t -△QL+q
根据表5-1的资料，绘制相应洪峰水位相关曲线及其 传播时间曲线（图5-3）。
作业预报时，已知t时刻上游洪峰水位Z上,t，由图5-3 查得下游洪峰水位和洪水传播时间τ，从而预报出未来 t+τ时刻下游出现的洪峰水位 Z下,t+τ 。
三、合成流量法
该法的预见期取决于上 游各站中传播时间最短的 一个。一般情况下，上游 各站中以干流站的流量为 最大，从预报精度的要求 出发，常常用它的传播时 间τ作为预报方案的预见期。
• 第二节 短期洪水预报
河段洪水预报和降雨径流预报
河段洪水预报以河槽洪水波运动理论为基础，由 河流上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位 和流量过程。 降雨径流预报方法则是按降雨径流形成过程的原 理，利用流域内的降雨资料预报出流域出口断面的洪 水过程。
一、河段中的洪水波运动
河道沿程水面发生高低起伏的一种波动，称为洪水波。 稳定流水面比降i0、洪水波的水面比降i。 波前部分i>i0，波后部分i<i0。i△=i-i0——附加比降。 当河流稳定时， i△=0；涨洪时， i△=>0；落洪时， i△=<0
二、水文预报工作的基本程序 （1）制定预报方案： 收集水文、气象资料； 建立预报模型——即水文预报方案； 对模型进行评定和检验——允许误差； （2）进行作业预报 将现时发生的水文气象信息，通过报汛设备迅速 传送到预报中心，随即经过预报方案算出即将发生的 水文预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去， 供有关部门应用。 联机作业实时水文预报
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第9章水文预报内容简介研究对象本章研究水文现象的客观规律，利用现时已经掌握的水文、气象资料，预报水文要素未来变化过程。
研究内容1.短期洪水预报；2.枯水预报；3.施工水文预报；4.水文实时预报方法。
研究目的在防汛工作中，及时准确的水文预报，是防汛抗洪指挥决策的重要科学依据；在水能、水资源的合理调度、开发利用和保护以及航运等工作中，都需要有水文预报作指导。
第9.1节概述内容提要1. 水文预报的重要作用；2. 水文预报的分类；3. 水文预报工作的基本程序学习要求掌握预见期的定义及水文预报工作的基本程序。
9.1.1水文预报的重要作用可靠的洪水预报对防止洪水灾害具有特别重要的作用。
例如在河流防洪抢险中，需要及时预报出防洪地点即将出现的洪峰水位、流量，以便在洪峰到来之前，迅速加高加固堤防、转移可能受淹的群众和物资，动用必要的防洪设施等，把洪水灾害减小到最低限度。
图9.1.1为1998年长江沙市水位预报与实测情况。
图9.1.1 1998年长江沙市水位预报与实测情况在水库管理中，可以利用洪水预报，使上游来的洪水与区间洪水的高峰段彼此错开（称错峰），即下游洪水很大时，水库把上游来的洪水暂时蓄存起来，待下游洪峰过后，再加大水库泄量，把上游来的洪水放出来，从而大大减低下游的洪峰和洪水灾害，例如1998年8月长江中下游发生近百年一遇的特大洪水，由于及时准确的洪水预报，对葛洲坝水库、隔河岩水库和漳河水库科学调度，使三峡以上来的洪水和清江、沮漳河洪水的洪峰互相错开，大大降低了荆江河段的洪峰水位，避免了荆江分洪损失，为战胜该年发生的特大洪水做出了巨大贡献。
表9.1.1为1998葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰、调峰中，降低沙市水位发挥作用的分析结果。
表9.1.1葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰调度对沙市水位的影响另外，洪水预报还可较好地解决水库防洪与兴利的矛盾，在预报的洪水未进库之前，先打开泄洪闸门腾空一部分库容，以便洪水来临时能蓄存更多的水量；当洪水即将结束时，预知近期没有很大的洪水入库，则可超蓄洪水尾部的一些水量，用于多发电、多灌溉，使现有工程发挥更多的效益。
9.1.2水文预报的分类1.按预报的项目，水文预报可分为●径流预报：预报的要素主要是水位和流量，水位预报指的是水位高程及其出现时间；流量预报则是流量的大小、涨落时间及其过程。
径流预报又可分洪水预报和枯水预报。
●冰情预报：冰情预报是利用影响河流冰情的前期气象因子,预报流凌开始、封冻与开冻日期,冰厚、冰坝及凌汛最高水位等。
●沙情预报：沙情预报则是根据河流的水沙相关关系,结合流域下垫面因素,预报年、月和一次洪水的含沙量及其过程。
●水质预报：预测河流中污染物迁移转化的时空变化过程。
●施工水文预报：在工程施工期间要进行的特殊预报项目。
2. 按预见期的长短，水文预报可分为●短期水文预报：主要由水文要素作出的预报●中长期水文预报：包括气象预报性质在内的水文预报预报的预见期是指发布预报与预报要素出现的时间间距。
在水文预报中，预见期的长与短并没有明确的时间界限。
9.1.3水文预报工作的基本程序水文预报工作大体上分为两大步骤。
(1)制定预报方案：分析预报要素的形成规律，建立由过去的观测资料推算水文预报要素大小和出现时间的一整套计算方法，即水文预报方案。
制定的方案按国家《水文情报预报规范》要求的允许误差进行评定和检验。
只有质量优良和合格的方案才能付诸应用。
图9.1.2为我国2000年6月30日开始实施的《水文情报预报规范》（SL250-2000）。
图9.1.2 我国现行的《水文情报预报规范》（SL250-2000）(2)进行作业预报:将现时发生的水文气象信息，经过预报方案算出即将发生的水文预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去，这个过程称为作业预报。
若现时水文气象信息是通过自动化采集、自动传送到预报中心的计算机内,由计算机直接按存储的水文预报模型程序计算出预报结果。
这样的作业预报称为联机作业实时水文预报。
复习思考题1.水文预报方案的评定和检验，是[d]a、都用制定预报方案时的全部实测资料进行b、都用作业预报过程中的时实测资料进行c、用以上两种资料进行d、用制定预报方案中使用的资料来进行评定，而用没有参加方案编制的预留资料进行检验。
2. 洪水预报的预见期是[c]a、洪峰出现的时间b、洪水从开始到终止的时间c、从发布预报时刻到预报洪水出现时刻所隔的时间d、从收到报汛站资料开始到预报的洪水出现所隔的时间第9.2节短期洪水预报内容提要1. 河段中的洪水波运动；2. 相应水位(流量)法；3. 合成流量法；4. 流量演算法；5. 降雨径流预报。
学习要求掌握相应水位(流量)法、合成流量法和马斯京根流量演算方法。
9.2.1河段中的洪水波运动1. 洪水波流域上大量降水后,产生的净雨沿坡地迅速汇集,注入河槽, 由于降雨量时空分布不均匀、河网干支流和分布形状的不同，以及水流汇集速度的快慢，河道接纳的水量沿程不同，使河道沿程水面发生高低起伏的一种波动,称为洪水波。
图9.2.1 河道洪水波水面比降示意图2. 附加比降附加比降是洪水波的主要特征之一。
附加比降∆i 是指洪水波水面比降i 与同水位稳定流水面比降0i 之差，即0i i i -=∆。
图9.2.1为河道洪水波水面比降示意图。
● 当涨洪时： 0i >∆；● 当落洪时： 0i <∆；● 当水流稳定时： 0i =∆。
3.河段洪水波的传播与变形由于河槽的调蓄作用，洪水波向下游传播过程中,不断发生变形，如图9.2.2（动画）所示。
在沿棱柱形河槽运动中其变形有两种形态：图9.2.2河道洪水波传播与变形过程示意图● 洪水波展开：洪水波在传播过程中,波长不断加大,波高不断减小的现象称为洪水波的展开,即A 2C 2>A 1C 1,h 2< h 1。
● 洪水波扭曲：洪水波在传播过程中,波前水量不断向波后转移的现象称为洪水波的扭曲。
在自然河道中，河道断面边界的差异和河段区间入流等条件变化，都对洪水波变形有显著的影响。
i ii 09.2.2 相应水位(流量)法根据河段洪水波运动和变形规律,利用河段上断面的实测水位(流量),预报河段下断面未来水位(流量)的方法,称为相应水位(流量)法。
1.基本原理⑴相应水位（流量）相应水位（流量）是指在河段同次洪水过程线上，处于同一位相点上、下站的水位（流量）称为相应水位（流量）。
如图9-2-3所示某次洪水过程线上的各个特征点,例如上游2点洪峰水位经过河段传播时间τ,在下游站2’点的洪峰水位,就是同位相的水位。
图9-2-3 上、下游站相应水位过程线图⑵相应水位(流量)法的基本方程●河段无区间入流：设河段上游站流量为Q上,t，经过时间τ的传播,下游站的相应流量为Q下,t+τ,两者的关系为：Q下,t+τ=Q上,t-ΔQL(9-2-1)式中ΔQ L--洪水波展开量,与附加比降有关。
●河段有区间入流q两者的关系为：Q下,t+τ=Q上,t-ΔQL+q (9-2-2)2.无支流河段的相应水位预报在制定相应水位法的预报方案时,一般采取水位过程线上的特征点,如洪峰等,作出该特征点的相应水位关系曲线与传播时间曲线。
⑴简单的相应水位法在无支流汇入的河段上,若影响洪水波传播的因素比较单纯,可用简单的相应水位法。
●预报方案：根据上游站和下游站的实测水位过程线,摘录相应的特征点即洪峰水位值及其出现时间(见表9-2-1),并绘制相应洪峰水位相关曲线及其传播时间曲线(图9-2-4)作为预报方案。
●作业预报：按t时上游出现的洪峰水位Z上,t，在Z上,t～Z上,t+τ曲线上查得Z下,t+τ,在Z上,t～τ曲线上查得τ,从而预报出t+τ时下游将要出现的洪峰水位Z上,t+τ。
表9-2-1 长江万县站～三斗坪站相应洪峰水位及传播时间图9-2-4 万县站～三斗坪站相应洪峰水位及传播时间关系曲线图⑵以下游站同时水位为参数的相应水位法下游站同时水位Z下,t就是上游站水位Z上,t出现时刻的下游水位,它与Z上,t一起能反映t时刻的水面比降变化,同时也间接地反映区间入流和断面冲淤以及回水顶托等因素的影响。
●预报方案：制作预报方案时，以下游站同时水位Z下,t为参数作等值线,分别绘制Z上,t ~Z下,t ~Z下,t+τ和Z上,t ~Z下,t ~τ相关曲线,如图9-2-5所示。
●作业预报：按t时刻的水位Z上,t及Z下,t，按图9-2-5的箭头方向查得Z下,t+τ和τ，从而预报出t+τ时下游将要出现的洪峰水位Z上,t+τ。
图9-2-5 以下游站同时水位为参数的水位及传播时间关系曲线图⑶以上游站涨差为参数的水位相关法上述各种洪峰水位预报方案,可近似地用来预报下游站的洪水过程。
但由于它们没有反映洪水过程中附加比降的变化等因素,使预报的洪水过程常常有比较大的系统误差。
为克服这种缺点,可用以上游站水位涨差为参数的水位相关法。
图9-2-6 长江万县水文站~宜昌水文站以上游站涨差为参数的水位预报方案 洪水波通过某一断面时,波前的附加比降为正,使涨水过程的涨率ΔZ 上/Δt 为正;波后的附加比降为负,使落水过程的涨率为负。
因此, 水位(流量)过程线的涨(落)率在很大程度上反映了附加比降和水面比降的大小。
● 预报方案：图9-2-6是长江万县水文站~宜昌水文站河段以ΔQ 上为参数的水位预报方案。
● 作业预报：已知t 时刻的Z 上,t (或Z 下,t )、ΔZ 上(或ΔQ 上)，在图上查出预报的下游水位Z 下,t+τ和预见期为τ。
9.2.3合成流量法在有支流汇入的河段，按照上游干、支流各站的传播时间，把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量的关系曲线，进行预报的方法称为合成流量法。
该法预报下游站流量的关系式为:⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=-n i t i t i Q f Q 1,τ上，下， (9-2-3) 式中，it i Q τ-,上，为上游干、支流各站相应流量；τi 为上游干、支流各站到下游站的洪水传播时间；n--上游干、支流的测站数目。
根据式(9-2-3)的关系该法的预见期取决于上游各站中传播时间最短的一个。
一般情况下,上游各站中以干流站的流量为最大,从预报精度的要求出发,常常用它的传播时间作为预报方案的预见期。
9.2.4流量演算法流量演算法是在圣维南方程组简化的基础上,利用河槽的水量平衡方程替代连续性方程,用河段的蓄泄关系替代动力方程, 然后联立求解,将河段的入流过程演算为出流过程的方法。
1.基本原理河段流量演算是由以下两个基本公式组成：● 河槽时段水量平衡方程S S S t )Q Q (21t )Q Q (21122,1,2,1,∆=-=∆+-∆+下下上上 （9-2-4） 若当河段内有区间入流量q ，将q 值并入到上断面的入流量中进行演算,即: 上上Q Q q '=+● 河段蓄水量与泄流量方程S=f(Q) （9-2-5）式中S 为河段内某一流量所对应的蓄水量。