中小河流洪水预警预报方法与应用

中小河流治理重点县综合整治和水系连通试点项目区实施方案编制技术要求

附件： 中小河流治理重点县综合整治和水系连通试点 项目区实施方案编制技术要求 一、总则 （一）为指导中小河流治理重点县综合整治和水系连通试点项目区实施方案编制工作，科学制定治理方案，合理确定工程规模，明确编制内容和治理标准，提高前期工作质量，提出本技术要求。 （二）本技术要求所指中小河流治理重点县的河道综合整治（以下简称县乡河道整治）是指对流经或分布在县域内的河道、小型湖泊淀泖所构成的水系（河道集水面积一般为50km2～200km2，水网地区一般为县级以下管理的河道）所开展的综合整治。与中小河流、山洪灾害防治、小流域综合治理的范围与建设内容不相重复。 （三）县乡河道整治的主要任务是在提高河道行洪排涝能力的基础上，突出解决县乡河道功能衰减、水环境恶化等问题，集中投入、整乡推进，治理一片、见效一片。 （四）县乡河道整治应与流域、区域规划和区域治理相衔接，与社会主义新农村建设相结合。 （五）经批复的《中小河流治理重点县综合整治和水系连通

试点县（市、区）规划》（以下简称《县级规划》）中一般包括若干项目区。单个项目区，应分别编制《中小河流治理重点县综合整治和水系连通试点县（市、区）项目区实施方案》（以下简称《项目区实施方案》）。《项目区实施方案》要把建设内容落实到具体河道、建设方案、工程量和投资。 《项目区实施方案》的整治范围、整治主要内容、工程投资应符合已批复的《县级规划》。如需调整，可在不同项目区之间平衡调剂，调整后的河道整治长度和投资原则上与《县级规划》确定的长度和投资基本一致。《项目区实施方案》总投资应控制在3000万元以内。 （六）县乡河道点多面广，情况复杂，在编制实施方案过程中，应特别注意基础资料的收集、整理和分析，认真开展现场调查，补充必要的测量与勘探。《项目区实施方案》应对各河道的现状、整治任务及主要措施进行描述，必要时应配照片说明。 （七）应对河道的特征和功能进行分析，重视综合整治的整体设计。河道平面形态尽量维护河道蜿蜒、自然形态；河道断面尽量体现形态的多样性，在满足行洪排涝等基本功能的基础上，尽量维持原有浅滩、深槽和植物群落等。 （八）《项目区实施方案》编制应参考《水利水电工程初步设计编制规程》（DL5021-93）（以下简称《规程》）以及现行有关规范的要求，设计深度一般应达到初步设计深度要求，根据县乡河道整治工程的特点，可结合本技术要求进行适当简化。

洪水预报系统——金水

4.7洪水预报系统 综合考虑招标书中的需求，我们推荐使用“中国洪水预报系统”作为本项目中的洪水预报软件。“中国洪水预报系统”是在财政部和国家防办的支持下，由水利部水利信息中心联合国内其他单位研制开发的洪水预报软件。系统结合我国的实际情况，基于统一的实时水情数据库、预报专用数据库和客户/服务器环境，采用规范、标准、先进的软硬件环境及模块化、开放性结构，建立常用预报模型和方法库，能方便地加入新的预报模型，快速地构造多种类的预报方案，具有人工试错和自动优选相耦合的模型率定系统，可用图形和表格方式干预任何过程的实时交互预报系统，提供通用的数据预处理模块和常用的实用模块，以及完整的预报系统管理功能。系统具有通用性强、功能全面、操作简便等特点，完全可以满足招标书中关于洪水预报软件的要求。 4.7.1洪水预报关键技术 要建设方便实用，预报精度满足要求的洪水预报系统，我们认为需要解决以下关键技术： 1)预报模型库的建立 预报模型是预报系统的核心，预报系统各模块均是围绕预报模型而开发，通用的洪水预报系统必具有通用的预报模型库，目前在实时洪水预报方面，比较实用的是确定性概念模型，按照模拟的对象不同可分为河道汇流模型、流域产流模型、流域汇流模型、经验模型等。 预报模型库要解决以下问题：一是通用的预报模型库标准数据接口。模型所需数据包括输入数据、输出数据、模型参数、模型状态等，不同种类模型需要不同种类数据，能否设计提出一通用的标准数据接口是建立预报模型库的关键；二是预报模型库的管理，主要是预报模型的调用、运行，以及修改和删除等功能；三是用户可任意在预报模型库中增加所开发的模型，即预报模型库具有很强的扩展性。 2)预报方案的构建

第9章-实用洪水预报方法-20-06-09

第9章 实用洪水预报方法 9.1 河段洪水预报 9.1.1 相应水位（流量）预报 相应水位(流量)预报是根据天然河道里洪水波运动原理，分析洪水波在运动过程中，波的任一位相水位(相当于水位过程线上任一时刻的水位)自上站传播到下站时的相应水位及其传播速度的变化规律，即研究河段上下游断面相应水位间和水位与传播速度之间的定量规律，建立相应水位间和关系，据此进行预报的一种简便方法。 9.1.1.1 无支流河段的水位（流量）预报 （1） 基本原理 在恒定流水面上，由于外来原因，例如暴雨径流，水电站运行，闸坝放水等，突然被注入一定水量，则原来恒定流水面便因此受到干扰而形成一种不稳定波动，这就是洪水波。 洪水波的特征可用附加比降、位相、相应流量(水位)、波速等物理量来描写。天然棱柱形河道里洪水波运动是一种渐变非恒定流。当洪水波沿河道自上游向下游演进时，由于存在着附加比降，引起不断变形，表现为两种形态：即洪水波的推移和坦化，且在传进过程中连续地同时发生。洪水波的演进，引起河道断面水位的涨落变化：波前阶段经过断面时水位不断上升，而波后阶段经过断面时，水位则下降。河道断面边界条件的影响则是固定的。例如当河段内有开阔滩地，到某一高水位即行漫滩，洪水波加剧坦化，波高明显衰减，致使下站洪峰水位降低，洪水历时增长。如果下游比上游断面狭窄时，则受壅水作用，使下游断面的波高比上游的增大。此外，区间来水、回水顶托及分洪溃口等外界因素。有时对洪水波变形也有很大的影响。 相应水位是指河段上、下站同位相的水位。相应水位(流量)预报，简要地说就是用某时刻上站的水位(流量)预报一定时间(如传播时间)后下站的水位(流量)。 在天然河道里，当外界条件不变时，水位的变化总是由于流量的变化所引起的，相应水位的实质是相应流量，所以研究河道水位的变化规律，就应当研究河道中形成这个水位的流量的变化规律。 设在某一不太长的河段中，上、下站间距为L，t 时刻上站流量为,,m u t Q ,经过传播时间τ后，下站流量为,,m l t Q τ+，若无旁侧入流，上、下站相应流量的关系为： ,,,,m l t m u t Q Q Q τ+=?Δ (9.1.1.1)

中小河流治理工程检测方案(示例)

连山县2015~2017年中小河流治理项目EPC总承包质量检测方案 2015年度工程质量检测方案

省水利水电第三工程局有限公司 连山县2015~2017年中小河流治理施工 项目经理部 2015年10月21日 目录 1 工程概况 (1) 2 检测容 (2) 2.1 材料见证取样和检测的容 (2) 2.2 实体检测容 (3) 3 各治理河流检测方案 (3) 3.1 永丰河治理工程 (3) 3.2 小三江治理工程 (4) 3.3 沙田河治理工程 (6) 3.4 太保河治理工程 (8)

2015年度工程质量检测方案 1、工程概况： 连山壮族瑶族自治县位于省西北部，是我省少数民族居多的地区之一，在当地政府的领导下，建设了一个“特色立县，生态崛起”发展战略的典型，取得较好的经济成果。但目前连山县县河流存在河道淤积、河道较为混乱、河道过流断面小、河道狭窄弯曲、汛期排洪不畅等问题，遭遇暴雨，极易成灾。为了维护该地区居民的生命财产安全，鉴于该河道现状，省人民政府启动连山县2015~2017年中小河流治理工程。 本项目包括永丰河治理工程，沙田河治理工程，上草河治理工程，太保河治理工程，上帅河治理工程，小三江治理工程，禾洞河治理工程，共治理河道152km，新建堤防4km,加固堤防29km，护岸91km,河道清淤94km。主要沿河道中心线对河床进行适当清淤、疏浚，对岸脚进行固脚，对岸坡进行草皮护坡，适当扩宽原有河道。防洪保护对象为沿岸村镇及两岸农田。治理后，村庄、乡镇等人居集中点，防洪标准达到10~20年一遇；基本农田防洪标准达到5~10年一遇；其他设施、零星居民点、分散农田以防冲保护为主，不设防洪标准。 该项目分2015年、2016年、2017年三个年度实施，2015年度实施容包括永丰河治理17km、沙田河干流治理12.8km、太保河治理9.2km、小三江治理20.5km，共治理河道约59.5km,投资约10800万元，其中至2015年12月31日完成河道治理约36km,投资约6500万元，至2016年3月31日完成剩余2015年度施工任务，完成2015年度全部投资10800万元。 针对2015年度的施工任务，我部按不同河流划分为四个分部工程，即太保河分部、沙田河分部、永丰河分部、小三江分部。 2、检测容 2.1、材料见证取样和送检的容 如下表：

27-山洪风险图及中小河流洪水淹没图编制技术要求

全国灾害综合风险普查技术要求（水旱灾害No.10-9） 山洪风险图及中小河流洪水淹没图 编制技术要求 （第三版） 2020年4月

目录 1基本约定 (1) 1.1基本术语 (1) 1.2编制对象 (2) 1.3编制目标 (2) 1.4工作内容 (2) 1.5成果要求 (3) 2技术路线 (4) 2.1资料准备与评估 (4) 2.1.1流域基础资料准备 (4) 2.1.2保护对象资料准备 (4) 2.1.3资料评估与方法选择 (4) 2.2危险性分析 (4) 2.2.1暴雨计算 (4) 2.2.2洪水计算 (5) 2.3易损性评价 (5) 2.4山洪风险评价 (5) 2.5风险图绘制 (5) 2.6成果整（汇）编 (5) 3山洪危险性分析 (6) 3.1设计暴雨分析 (6) 3.1.1暴雨历时确定 (6) 3.1.2暴雨频率确定 (6) 3.1.3设计雨型确定 (6) 3.1.4计算方法选择 (7) 3.2设计洪水分析 (7) 3.2.1净雨分析 (7) 3.2.2洪水频率确定 (8) 3.2.3洪水计算方法 (8)

3.2.4水位流量关系分析 (9) 3.2.5合理性分析 (9) 3.3山洪危险性计算 (10) 3.3.1子要素权重确定 (10) 3.3.2村落危险性阈值确定 (10) 3.3.3小流域危险性综合评价 (11) 3.4危险性成果要求 (11) 4山洪承灾体易损性分析 (12) 4.1易损性要素分析 (12) 4.1.1承险人口及房屋分析 (12) 4.1.2现状防洪能力分析 (12) 4.1.3其他相关信息分析 (13) 4.2易损性计算 (13) 4.2.1子要素权重确定 (13) 4.2.2村落易损性阈值确定 (13) 4.2.3流域易损性综合评价 (14) 4.3易损性成果要求 (14) 5山洪风险评价 (15) 5.1危险区范围确定 (15) 5.2风险等级划分 (15) 5.3风险等级修正 (16) 6山洪风险图绘制 (17) 6.1基础信息 (17) 6.2核心信息 (17) 6.3辅助信息 (17) 7中小河流洪水淹没图编制 (18) 7.1资料准备与评估 (18) 7.2设计暴雨分析 (18) 7.3设计洪水分析 (18)

横山水库洪水预报方案技术报告讲解

横山水库洪水预报方案技术报告 （江苏省水文水资源勘测局无锡分局盛龙寿） 1.基本情况 (1) 1.1流域概况 (1) 1.2工程概况 (1) 1.3水文站点 (2) 2.产流计算 (3) 2.1产流模型 (3) 2.2产流计算 (4) 3.汇流计算 (4) 3.1单位线率定 (4) 3.2汇流计算 (6) 4.方案精度 (7) 5.预报软件 (7) 5.1运行环境 (7) 5.2资料录入 (7) 5.3水库调洪 (8) 5.4输出成果 (9) 5.5调洪程序 (10) 附件：单位线率定图表 (11)

1.基本情况 1.1 流域概况 自然地理：横山水库位于江苏省宜兴市，是厔溪河水系的拦蓄工程。水库集水面积154.8km2，上游山高岭陡，南部主要为太华山区，最高海拔500m以上，地势由南向北减缓，平均高程300m以上，流域内有100多条纵横交错的涧水由南向北呈扇形汇合而下，主要来水有两处：一是来自宜兴的太华山、襄王岭、分介岭、唐盘山等；二是来自溧阳的金牛岭、同官岭、松岭等。两处水源约占横山水库总来水的60%和40%。流域干流全长13km，河道坡降6.58‰，水库周围为建德群火山岩、茅山群灰白、紫红、黄色砂岩，石质坚硬，渗水性小。流域内植被达98％以上，山上生长成片竹林及各种用材林，浓郁成荫。山地占80％，可耕地约占10％。 流域气象：平均年降雨量为1310mm，平均雨日135.6日，平均年水面蒸发约870mm，平均相对湿度为80.1%，平均风速3.0m/s，年平均气温15.7℃左右，属湿润的亚热带季风气候区。全年降水的50～60％集中于6～9月份，6、7月份冷暖气团在上空遭遇，常产生锋面低压和静止锋，形成连续阴雨的梅雨天气，7至9月多受热带风暴影响，易形成来势迅猛的特大暴雨。 1.2 工程概况 横山水库是无锡地区唯一的一座大（Ⅱ）型水库，也是江苏省六大水库之一。水库于1958年动工兴建，1969年9月基本竣工。经省水利厅、太湖局立项批复，横山水库除险加固工程于2001年10月开工建设，总投资9938万元，按100年一遇设计，2000年一遇校核。水库原设计以防洪、灌溉为主，兼顾水力发电、水产养殖等综合经营，现发展为防洪、供水为主，结合发电、水产养殖。 横山水库总库容1.12亿m3，2000年一遇校核洪水位40.36 m(镇江吴淞基

基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术探讨

基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术探讨 发表时间：2019-12-24T10:16:57.930Z 来源：《工程管理前沿》2019年第22期作者：张勇强[导读] 通常位于山丘地区的中小河流具有预见期短、分布范围广、突发性强以及洪水汇流时间短等特点摘要：通常位于山丘地区的中小河流具有预见期短、分布范围广、突发性强以及洪水汇流时间短等特点，所以，信息的及时预报与预警就是预报中小河流洪水的首要任务。在实时预警过程中，可通过自动预报实现，这样不仅能减少人员及财产损失，还能对地质灾害的发生概率进行最大程度降低。基于此，本文主要阐述了中小河流洪水预报中分布式水文模型构建条件， 关键词：分布式水文模型；中小河流；洪水预报 前言：我国地质地貌南北差异较大，地处季风区，所以，受气候因素与人类活动的影响，近年来频繁发生山区洪水灾害，不仅逐年增多了伤亡人数，还造成了严重的财产损失。中小河流洪水自然灾害在此背景下，已经成为对我国山区人民经济持续发展与社会快速发展制约的主要因素。本文围绕我国山区洪水地域地质概况及实际特征等进行了深入分析与探讨，为了实现准确预报与监测区域中小河流洪水，建立了科学的数据模型，以供参考。 1构建中小河流洪水预报中分布式水文模型的条件 1.1对需要的数据资料进行科学的收集 在对分布式水文模型进行构建过程中，有效的收集DEM数字高程模型数据、地形坡度、当地地形地貌、中小河流流域面积、土地综合利用情况以及土壤类型等数据资料就是最为核心的工作环节。 1.2应有效分析相关情况 应有效分析中小河流水位、水位流量关系、大断面资料以及当地降雨量等情况，为了对当地中小河流断面情况进行更好的了解，通过实地调研与数据分析，根据河道行洪能力，对河道防洪技术标准进行科学合理的制定。在分析与收集资料的前提下，应进一步分析降雨日资料与洪水日资料，通过数据总结对比，形成科学的产汇流特征参数及流域降雨径流关系。 1.3应对流域洪水汇流时间进行确定 构建中小河流洪水预报分布式水文模型的前提条件就是准确的汇流时间。因为目前较为缺乏水情遥测站的长系列历史水文数据资料，所以，在对中小河流汇流时间进行确定过程中，需要根据暴雨洪水与汇流速度公式响应关系的地区规律进行分析计算，详细的计算公式如下： T=0.278 式中：Qm--设计洪峰流量，该值在中小河流水预报预警中，可定为警戒流量或洪水预警特征值，可由流量关系线和断面水位查算而得，m3/s；m为汇流参数，在各地《水文手册》中，通过运用其中的经验公式计算可得；J--小河流主河道比降，可通过对谷歌地图或高比例尺地形图查算得到；L--小河流主河道长度。 1.4需要选择适当的分析方法 分析方法要适用于中小河流洪水预报模型，所以需要科学的进行选择。根据中小河流实际特点，采用临界雨量预警方式，对汇流时间在1小时以下的流域进行了数据分析。另外，对分布式的临界雨量预警模型进行了科学构建，临界量采用降雨量指标和前期影响雨量的两大因素，并采用土壤饱和度表示结果。临界雨量在模型构建中，主要通过分析确定的时段包括6小时、3小时、1小时以及30分钟。除此之外，若建有水库，那么在分析中小河流洪水预报过程中，采用分布式模型进行，并对水库调蓄影响因素进行综合考虑。通过对水库出库与入库流量预报节点进行增加，进而对水库入库洪水预报模块和调度模块进行构建。 2中小河流洪水预报中分布式水文模型构建 2.1数字流域可采用DEM技术自动生成，对中小河流径流应用现有概念性集总模型进行推算的方式要应用在每个子流域中，然后在汇流演算时，采用地貌单位线法，最终对中小河流的断面流量进行计算并得出结果。松散性耦合模型就是这一分布式水文模型的别称。 2.2测算地形空间变化信息过程中，应用DEM技术，结合地形指数信息，可以模拟当地水文环境的特性。在此前提下，对中小河流断面流量的计算，可利用统计学方法来实现。 2.3在合理划分中小河流流域的网格单元过程中，通过DEM技术，可运用数值分析方法，对邻网格单元的时空关系进行构建。采用分布式水文模型在此过程中，能实现对中小河流流域的洪水预报，在此过程中，子流域单元和汇流拓扑关系流向及水系等在内的数字流域应采用高精度数字高程模型DEN自动生成，并采用蓄满产流和超渗产流模型在每个流域中，推求对中小河流的径流。另外，也可进行汇流演算，通过马斯京根及等流时线进行，最后，对中小河流每个子流或网格出口断面的洪水预报数据进行科学的得出。 3基于分布式水文模型的中小河流洪水预报 本文的研究对象主要以汉江河流域为主，基于分布式水文模型TOPKAPI，充分收集了此流域内降雨、水文气象、河流流量、土地利用情况及植被类型、数字高程、土壤及相关地理信息等数据资料。此次分析数据资料的收集，从全国数字高程数据库中，采用1：25万比例，提取相关数据资料；由原始比例尺寸为1：5百万及通过FAO —UNESCO的数字地图提供土壤数据资料。1km的网格为该模型分析数据测量精度，按照USGS标准进行模型分析数据指标分类，将水文模型中的土地类型共分为24种。并采用MapWindow地理信息系统软件在此基础上，科学提取了流域一千米尺度上的FAO土壤分类、USGS土地利用分类资料以及数字高程，最终通过科学模拟，充分利用DEM模型，对中小河流流域水系进行了自动生成。在计算该中小河流洪水预报情况时，基于分布式水文模型，结合本流域近10年水情遥测站的相关数据资料和汛期4至10月的数据资料，利用模型TOPKAPI对该水域近两年的汛期数据资料进行了科学的验证，采用加权平均法计算了网格内的实际降雨量，网格时间和长度分别是一小时和500米。流域面积与汇流历时关系详情如表1所示。河流域实际汇流时间 4-6 4 2.0-3.5 1.1-2.4 0.8 0.4 河流域实际流域面积 900-1250 500-900 200-500 100-200 50-100 50 表1 统计汉江流域面积与汇流历时关系计算结果（h,km2）

中小河流治理工程检测方案示例

中小河流治理工程检测 方案示例 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

连山县2015~2017年中小河流治理项目 EPC总承包质量检测方案 2015年度工程质量检测方案 广东省水利水电第三工程局有限公司 连山县2015~2017年中小河流治理施工 项目经理部 2015年10月21日 目录 1 工程概况 (1) 2 检测内容 (2) 材料见证取样和检测的内容 (2) 实体检测内容 (3) 3 各治理河流检测方案 (3) 永丰河治理工程 (3) 小三江治理工程 (4) 沙田河治理工程 (6) 太保河治理工程 (8)

2015年度工程质量检测方案 1、工程概况： 连山壮族瑶族自治县位于广东省西北部，是我省少数民族居多的地区之一，在当地政府的领导下，建设了一个“特色立县，生态崛起”发展战略的典型，取得较好的经济成果。但目前连山县县内河流存在河道淤积、河道较为混乱、河道过流断面小、河道狭窄弯曲、汛期排洪不畅等问题，遭遇暴雨，极易成灾。为了维护该地区居民的生命财产安全，鉴于该河道现状，省人民政府启动连山县2015~2017年中小河流治理工程。 本项目包括永丰河治理工程，沙田河治理工程，上草河治理工程，太保河治理工程，上帅河治理工程，小三江治理工程，禾洞河治理工程，共治理河道152km，新建堤防4km,加固堤防29km，护岸91km,河道清淤94km。主要沿河道中心线对河床进行适当清淤、疏浚，对岸脚进行固脚，对岸坡进行草皮护坡，适当扩宽原有河道。防洪保护对象为沿岸村镇及两岸农田。治理后，村庄、乡镇等人居集中点，防洪标准达到10~20年一遇；基本农田防洪标准达到5~10年一遇；其他设施、零星居民点、分散农田以防冲保护为主，不设防洪标准。 该项目分2015年、2016年、2017年三个年度实施，2015年度实施内容包括永丰河治理17km、沙田河干流治理、太保河治理、小三江治理，共治理河道约,投资约10800万元，其中至2015年12月31日完成河道治理约36km,投资约6500万元，至2016年3月31日完成剩余2015年度施工任务，完成2015年度全部投资10800万元。 针对2015年度的施工任务，我部按不同河流划分为四个分部工程，即太保河分部、沙田河分部、永丰河分部、小三江分部。 2、检测内容 、材料见证取样和送检的内容 如下表：

浅谈中小河流暴雨灾害的防治

浅谈中小河流暴雨灾害的防治 浅谈中小河流暴雨灾害的防治 摘要：随着全球气候变暖，极端天气气候灾害的发生日趋频繁，由此引发的暴雨洪水对人民的生命财产造成极大危害。在大江大河的水文报汛手段相对完善成熟、堤坝防御稀遇洪水能力得到一定保证的情况下，中小河流的防汛减灾是目前政府关心和需要解决的重要问题之一。文中就如何开展中小河流暴雨灾害的防治 提出见解。 关键词：中小河流气候暴雨灾害防汛减灾 0全球气候变化趋势 全球各国科学家上百年持续的观测和几十年艰辛的探索，为人类揭示了一个不争的事实：全球平均气温在过去100年中上升了 0.74℃，而且这种变暖的趋势还在继续。关于全球气候变化一个重要的结论是：气候变化将会导致气候事件变率增加和极端天气发生的可能性增加，包括降水的变率增加，极端干旱、连续干旱以及强降水发生的频率增加。这就意味着洪涝、干旱、台风和山洪等灾害的发生频率和影响程度都将加大，对人民生命和财产安全将构成了更加严重的影响。全球气候变化是当今世界共同面临的重大课题。 1加强中小河流暴雨灾害防治的必要性 大江大河历来是我国防汛抗洪的重点，这一点是非常明确的。但是水灾发生几率更多的往往是中小河流和中小型水库。近年来我国防汛形势特点总的是大江大河在持续加大投入，建立水文遥测系统、提高堤坝防洪能力后水势平稳，一些地区遭受洪涝灾害，损失惨重，主要是中小河流、中小水库失事造成的。 中小河流洪涝灾害严重的主要原因：一是防洪标准低。绝大多数中小河流防洪标准都是3～5年一遇，遇到常见洪水就可能发生洪涝灾害。二是一些地区为了追求眼前的经济利益，盲目开发、乱采矿石、拦河设障、挤占河道，一旦发生洪水就会造成重大经济损失。三是中小河流流域面积小，汇流快，气象监测困难，水文观测站点缺少，防

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。2011年，全国中小河流水文监测系统建设项目全面实施，计划到2013年，实现有防洪任务的5186条重点中小河流发生洪水时能及时预警[2]，因此，我国中小河流的洪水预报工作任务艰巨，面临巨大的挑战。 2中小河流洪水特点及预报难点 2.1中小河流洪水的特点 与大江大河的洪水相比，我国中小河流的洪水在时空分布、成因、形成过程等方面有着显著的不同，归纳起来具有以下几个方面的特

洪水预报系统

一、洪水预报系统边界 防汛抗旱综合数据库 实时雨水情信息历史特征值信息水利工程特征参数 防洪调度系统水利工程调度成果主要河段调度成果 洪水预报系统软件平台洪水预报成果 数据汇集平台 预报成果共享 洪水预报系统边界 预报方案建设 模型方法库建设 天气雷达应用系统区域定量降水估算产品 二、洪水预报系统流程分析 不同工程运用方式模拟 不同调度方案对比 不同降雨模式预报模拟 预报效益评估 历史暴雨过程预报模拟 数值降雨风险评估 历史洪水对比分析 多成果优选 专家交互修正 抗暴雨能力预测 水资源预测 水位、流量关系转换 实时作业洪水预报 计算土湿等状态变量 整理提取历史数据 等时段化、归档 纠错、缺测插补 预报数据处理综合计算分析 洪水模拟 预测预报计算 防洪调度、会商、决策 要素计算 洪水预报业务流程图 三、预报方案编制业务流程 预报方案编制从业务内容上分为预报模型选择、预报方案编制和方案参数率定三个阶段，这三个阶段涵盖了预报方案的全部业务工作内容。预报方案构建子系统业务流程：

否是 否是 模型选择参数率定 方案定制 基础资料整理 暴 雨 洪 水 特 点 分 析 预 报 模 型 选 择 是 否 适 用 ？ 模 型 软 件 开 发 预 报 方 案 定 义 预 报 方 案 属 性 设 置 历 史 资 料 收 集 入 库 历 史 资 料 分 析 处 理 预 报 模 型 选 择 是 否 最 优 ？ 保 存 最 优 参 数 预报方案编制业务流程图 预报模型选择阶段的工作内容主要包括基础资料收集整理、暴雨洪水特点分 析、预报模型选择（模型适应性分析）、模型软件开发和预报方案定制等。 预报方案编制阶段的工作内容主要包括方案定义（预报方案的类型、输入、所使用的模型、预报方案的输出等）和方案属性设置（预报站码、时间步长、预热期、预见期等）。 方案参数率定阶段的工作内容主要包括历史资料收集入库、历史资料分析处理、模型参数率定等。模型参数率定的方法分为人工试算和自动优选两种。在实际操作过程中两者需结合使用。 四、预报模型和方法选择 短期洪水预报有三种基本类型，一是河段洪水预报，二是流域降雨径流预报，三是以上两者的集合。 河段洪水预报：根据河段上断面的水位或流量，推求下断面的水位或流量。 降雨径流预报：根据流域上一场降雨，推求流域出口断面流量过程线，称为流域降水径流预报。

河道洪水演算

河道洪水演算 流域上的降水在流域出口断面形成一次洪水过程， 它在继续流向下游的流动过程中，洪水过程线的形状会 发生不断的变化。如果比较天然河道上、下断面的流量 过程线，在没有区间入流的情况下，下断面的洪峰流量 将低于上断面的洪峰流量；下断面的洪水过程的总历时 将大于上断面的总历时；下断面的洪水在上涨过程中， 会有一部分流量增长率大于上断面。即是说，洪水在向 下游演进的过程中，洪水过程线的形状，将发生展开和 扭曲，如图3－21所示。 水力学的观点认为：在河流的断面内各个水质点 的流速各不相同而且随断面上流量的变化而变化。在 上断面流量上涨过程中，各水流质点的流速在不断增 大，下断面流量和水流质点的流速也在不断上涨。当 上断面出现洪峰流量时，上断面各水流质点的流速达 到最大值。由于上断面各水流质点不可能同时到达下 断面，故下断面的洪峰流量必然低于上断面的洪峰流 量。在涨洪阶段，由于各水流质点流速在加大，沿程都有部分水质点赶超上前一时段的水流质点，因此在涨洪段，下断面洪水上涨过程中的增加率要大于上断面，即峰前部分将发生扭曲（如图3－2１），但下断面流量绝对值都小于同时刻的上断面流量。在落洪阶段，由于断面各水流质点的流速逐渐减小，沿程都有部分水质点落在后面，因而下断面的落洪历时将加大。但在下断面落洪期间，其流量一定大于同时刻上断面的流量。 即是认为在涨洪阶段，由于断面平均流速逐渐加大，后面的洪水逐渐向前赶，因而产生涨洪段的扭曲现象，落洪阶段，断面平均流速逐渐减小，后面的洪水断面逐渐拖后，因而拖长了洪水总历时。 马斯京根法流量演算 此法是1938年用于马斯京根（Muskingin）河上的流量演算法。这一方法在国内外的流量演算中曾获得广泛的应用。 对于一个河段来说，流量Q与河段的蓄水量S之间有着固定的关系，流量和河槽蓄水量之间的关系称为槽蓄曲线，槽蓄曲线反映河段的水力学特性。涨洪时河槽蓄水量大于稳定流时槽蓄量，落洪时河槽蓄水量小于稳定流时的槽蓄量，因此，在非稳定流的状态下，槽蓄量S和下游断面的流量间不是单值的对应关系。

第五章 河道洪水演算及实时洪水预报

第五章 河道洪水演算及实时洪水预报 河道洪水演算，是以河槽洪水波运动理论为基础，由河段上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位、流量过程。本文着重介绍马斯京根洪水演算方法以及简化的水力学方法。 5.1 马斯京根演算法 马斯京根演算法是美国麦卡锡(G . T. McCarthy)于1938年在美国马斯京根河上使用的流量演算方法。经过几十年的应用和发展，已形成了许多不同的应用形式。下面介绍主要的演算形式。 该法将河段水流圣维南方程组中的连续方程简化为水量平衡方程，把动力方程简化为马斯京根法的河槽蓄泄方程，对简化的方程组联解，得到演算方程。 5.1.1 基本原理 该法的基本原理，就是根据入流和起始条件，通过逐时段求解河段的水量平衡方程和槽泄方程，计算出流过程。 在无区间入流情况下，河段某一时段的水量平衡方程为 122121)(21 )(21W W t O O t I I -=?+-?+ (5-1) 式中：1I 、2I 分别为时段初、末的河段入流量；1O 、2O 分别为时段初、末的河段出流量；1W 、2W 分别为时段初、末的河段蓄量。 河段蓄水量与泄流量关系的蓄泄方程，一般可概括为 )(O f W = (5-2) 式中：O 为河段任一流量O 对应的槽蓄量。 根据建立蓄泄方程的方法不同，流量演算法可分为马斯京根法、特征河长发等。马斯京根法就是按照马斯京根蓄泄方程建立的流量演算方法。 5.1.2 马斯京根流量演算方程 马斯京根蓄泄方程可写为 Q K O x xI K W '=-+=])1([ (5-3) 式中：K 为蓄量参数，也是稳定流情况下的河段传播时间；x 称为流量比重因子； Q '为示储流量。 联立求解式(5-2)和(5-3)，得到马斯京根流量演算公式为

新短期洪水预报方法的探讨

新短期洪水预报方法的探讨 洪水预报是一个世界性难题，有很多的新方法在探讨，笔者从事水文洪水预报工作二十多年，积累了一定的理论依据和实践经验，根据洪水波传递原理采用波形移植，并加入区间来水补充的形式是一种较好的方法，并在实际工作中加以应用，得到了应正。 标签：新短期洪水洪水波波形预报方法 在天然河道中，当区间入流较小时，河道洪水在向下游的传递过程中，可忽略不计区间来水的影响，洪水波会向下游按图示传递。 当断面稳定时，通过断面的洪水会以一个固定的水位过程表现出来，形式如右图。 在断面水位过程的表现中，会出现起涨点A1，洪峰点B1，而断面流量的计算形式是Q=A·V式中Q代表流量，A代表断面面积，V代表断面平均流速。 洪峰点和起涨点的差值会形成涨差H1，通过上、下游两个站的断面实测水位资料，可以计算出上、下游的两个站的实际涨差H上、H下，在一次完整的洪水过程中，上、下游的涨差是不一致的，下游涨差大于上游涨差，这就是区间来水的加入造成的。 根据以上原理摘录漫水湾，德昌（二）站1998年特大洪水做比较： 从表中的涨差、差值可看出均为负值，这就证明是洪水波的传递造成的。两个断面的涨差的差值就是区间来水的加入。 如图所示： 根据不同水位级的涨差，差值的量在下游站，水位流量关系图上就可以查得相应的流量，这个流量就是区间汇流量。而汇流历时是将降雨量和水位过程线、点绘在同一时间的坐标图纸上。雨量柱形的最大点与洪峰点的时间差，就是汇流历时。如右图所示。 用传统的方法作预报方案，同样用1998年漫水湾、德昌（二）站资料、如图： 方案效果良好、确实可靠且经实际作业预报检验，可行、可靠。而用水位的涨差法，同样可靠且更为简单方便。在水情值班中，都会随值班同时点绘雨量、水位过程线，就能掌握各时段的水位涨差。一旦需要做预报时，能够做到方便快捷。

中小河流洪水和山洪灾害风险普查技术规范

附件2 暴雨洪涝灾害风险普查 中小河流洪水、山洪灾害风险普查 技术方案 （2013年） 国家气候中心 2013年4月

目录 一、普查目的 (1) 二、普查对象和范围 (1) 三、普查要求 (1) 四、技术路线 (3) 五、普查内容 (3) 六、普查资料采集指南 (5) 七、普查表及填表说明 (5) （一）中小河流洪水普查表 (6) （二）山洪灾害普查表 (32) （三）灾害汇总表 (59) （四）致灾临界阈值汇总表 (61) 附件一：上报中小河流洪水、山洪前期降水资料要求 (67) 附件二：上报降水历史极值统计要求 (69) 附件三：上报水文数据格式要求 (70) 附件四：上报GIS图件要求 (72) 附件五：存在跨省界问题的普查原则 (72)

一、普查目的 通过开展中小河流洪水、山洪灾害风险和隐患排查工作和基础资料的收集，建立中小河流洪水、山洪灾害基础数据库，确定中小河流洪水和山洪灾害致灾阈值，以及制定相关技术标准和规范，为气象灾害风险预警业务开展、风险评估和风险区划及风险管理工作奠定基础。 二、普查对象和范围 全国中小河流洪水、山洪灾害风险普查的对象为中华人民共和国境内（未含香港、澳门特别行政区和台湾省）31个省（自治区、直辖市）中小河流域和山洪沟。中小河流为流域面积小于3000km2的河流；山洪是山丘区小流域由降雨引起的突发性、暴涨暴落的地表径流。山丘区小流域的流域面积原则上小于200km2，对于山洪灾害特别严重的流域，面积可适当放宽。 普查范围：以中小河流域或山洪沟为单元，全面普查区域内的中小河流洪水或山洪等灾害。 三、普查要求 1.流域的选取 流域的选取与确定可参考下列标准： （1）所有中小河流。 （2）考虑本省山洪灾害信息，优先选择山洪重点防治区内的山洪沟。 2.收集方式 各省根据实际情况，分解普查任务，通过与水文、国土部门信息交换、资料收集等方式开展工作，省级部门能够完成的，尽量在省级部门完成。 各县在省市级的指导下，开展实地调查及通过信息交换、资料收集等方式获取暴雨引发的中小河流洪水、山洪的信息。由省级部门组织本省信息录入。

浅谈中小河流治理的意义及规划原则

浅谈中小河流治理的意义及规划原则 发表时间：2019-07-18T09:44:24.997Z 来源：《科技尚品》2019年第1期作者：陈祝国[导读] 关键词：中小河流；规划；防洪治理 安徽省霍邱县水务局汲东分局 一、引言 近年来，国家以巨额投资完成了所有的大江大河治理，然而，全国中小流河大部分为20世纪50～80年代通过群众投劳进行治理，基本能防御常遇洪水，每遇极端天气，区域抵御洪涝灾害能力不足，严重制约了区域经济发展，因此，对中小河流进行治理意义十分重要。 二、指导思想 认真贯彻党中央国务院关于加强水利基本建设基础设施建设的有关方针政策，改善人民群众生活、生产条件。结合地区中小河流工程建设实际，编制中小河流建设规划。提高中小流河流防洪保证率，实现促进农业增产、农民增收、协调发展的总体目标。 三、中小河流治理的意义 全国大部分中小河流防洪标准不足五年一遇，堤防防洪能力低，堤身受风浪冲击，损坏严重，有的河槽严重淤积，不能有效下泄洪水，增加内涝压力；部分生产圩区排涝涵闸、排涝站设计标准偏低，设备已运行多年，年久失修，运行困难；防汛道路不通，影响了堤坝安全度汛，因此中小河流治理十分紧迫。 四、中小河流治理目标 1、防洪防冲目标。依据地形特征，重点治理险工、险段，局部河道实行疏浚拓宽整治，村镇和耕地实现防冲消能，尽量实施生态护岸加固。 2、景观目标。临近城区和山区的河道，结合对河道的生态治理，在条件允许的基础上建造水景及生态公园，同时结合区域的人文地理特点建设水文化设施及周边休闲娱乐设施，不但满足了休闲需求，又为社会经济的可持续发展提供了一定的水景支持。 五、中小河流治理的原则 1、全面规划、统筹兼顾。按照"先急后缓、先重后轻、突出重点、分步实施"的原则制定分阶段实施目标，统筹考虑防洪与涝灾、抗旱与灌溉、局部与全局、当前与长远、近期与远期、兴利与除害相互辩证关系，因地制宜的采取综合治理措施。 2、"以人为本，人水和谐"以确保人民群众生命财产安全为出发点和落脚点，给洪水留足出路，禁止缩窄河道。 3、因地制宜，注重实效。以水利建设为基础，借助各方面的力量，统筹兼顾、突出重点、尊重民意、因地制宜、量力而行、建设与改革同步、充分利用结合实际，力求取得最大经济实效。 六、中小河流实施管理 1、前期工作。提出加强项目前期工作组织管理，提高项目前期工作进度和质量的措施。 2、建设管理。严格实行项目法人制、招标投标制、建设监理制和合同管理制。制定一系列规章制度，规范和指导各参建单位的行为和工作。资金实行专户存储，专款专用。征地拆迁补偿资金在核实、公示无异议后从银行打卡到补偿户，保障补偿资金的及时、准确发放。 3、运行管理。中小河流治理工程完成后，要结合各地区的实际情况和区域环境，抓住国家对中小河流治理的契机，较大工程的建设与管理、内部机构和人事分配制度以及经营机构从改革入手，调整理顺内部关系，建立良性循环的运行机制。根据工程实际情况，中小河流治理工程一般不实行"定人员、定标准、定任务、定维修经费、定奖罚办法"，由当地政府和群众进行管理。与水务部门密切协作，进一步加强水环境保护和治理，改善河流两岸生产环境，人民群众工作生活环境和生态环境。各级政府和有关部门要切实加大《水法》、《防洪法》、《河道管理条例》等相关法律法规宣传力度，使社会各界达成共识，充分认识到中小河流治理问题的必要性，树立河道治理的紧迫感和责任感。 七、效益分析 1、防洪效益。采用典型年实际损失计算多年平均洪灾损失，统计计列的实际损失包括年份洪灾所造成的农、林、牧、副、工业、交通、水利设施、河堤、滩地、房屋、家庭财产等，累计各项损失为总的直接洪灾损失。例如：霍邱县据资料统计，近几十年来，工程所控制流域内发生多次较大的洪灾，在1991洪灾损失25000万元、2003年洪灾损失22000万元、2005年洪灾损失18000万元、2007年洪灾损失15000万元。 2、农业效益。中小河流经过治理后，遇洪灾年份，大大减少区域受涝面积，提高农业收入。例如：霍邱县经过治理的中小河流，目前有效保护农田84万余亩，测算农田每亩按1400kg计算，粮食以水稻、小麦为主，按平均1.2元/kg计算，如遇洪灾年限可保效益为1.4亿元。 3、社会效益。项目实施后，可以大大改善生态环境，建立人与自然和谐相处的新环境，群众收入提高，生活得以改善，推动经济社会实现可持续发展。霍邱县中小河流实施后，不仅可以提高河道的防洪标准，而且还可以改善当地生态环境，社会效益显著，属社会公益性质的项目。 八、保障措施 1、组织保障措施。所在地区领导班子组织成立中小河流领导机构，并由行政首长、分管负责人挂帅指挥，有水务、乡镇及其他有关部门等人员组成管理组织。负责对人力、物力、资源的统一调配，以保障中小河流治理工程顺利实施。 2、技术保障措施。中小河流治理时间紧、任务重、技术含量高，项目法人应抽调水利工程、河道管理等方面的技术人才，对中小河流治理工程进行现场技术指导，及时发现并解决工程实施过程中的技术问题，以保证中小河流治理工程按期、按质、按量圆满完成。 3、治理工程招、投标。项目法人通过公开招标选择中小河流治理工程施工单位，在招标文件中应明确施工的责任和具体要求，按招标程序进行中小河流治理工程招标，并把好资格预审、现场考察、投标文件、投标决策的审查等环节，严格招投标制度，杜绝人情标。 4、实施监理机制。工程监理是确保工程质量的关键环节。严格按照基本建设管理程序，实行工程建设监理制。监理单位实行总监负责、专业监理工程师和现场监理员分级负责，对工程质量、工程进度、工程投资进行全面控制。控制各道工序质量，对隐蔽工程和关键部位的施工，坚持实行全过程旁站监理的方式，确保工程质量始终处于受控状态。建立健全监理档案资料，监理单位应定期向建设单位上报监理报告，以确保中小河流治理工程顺利进行。

说明书-中小河流洪水预报系统使用说明书

中小河流洪水预报系统使用说明书 四川晨光信息自动化工程有限公司 版权所有不得翻印 二零一一年四月

目录 1. 概述 (4) 1.1. 硬件环境 (4) 1.1.1. 服务器 (4) 1.1.2. 工作站 (4) 1.1.3. 通信设备 (5) 1.2. 软件环境 (5) 1.2.1. 服务器 (5) 1.2.2. 工作站 (5) 2. 安装说明 (5) 2.1. 中小河流洪水预报系统安装 (5) 3. 使用说明 (7) 3.1. 运行本软件 (7) 3.2. 主窗口 (9) 3.3. 用户管理 (11) 3.4. 用户登录 (12) 3.5. 退出登录 (13) 3.6. 原始信息 (14) 3.7. 日志查询 (14) 3.8. 数据召测 (14) 3.9. RTU参数操作 (16) 3.10. 系统设置管理 (18) 3.10.1. 本地设置 (20) 3.10.2. 测站基本信息管理 (20) 3.10.3. RTU参数管理 (22) 3.10.4. 报警参数设置 (23) 3.10.5. 水位流量关系 (24) 3.11. 洪水预报参数管理 (27)

3.11.1. 洪水传播时间管理 (27) 3.11.2. 水文预报发布单位编码 (28) 3.12. 洪水预报 (30) 3.12.1. 降水量预报 (30) 3.12.2. 河道水情预报 (31) 3.13. 信息检索查询 (32) 3.13.1. 河道水情信息查询 (32) 3.13.2. 其它要素信息查询 (35) 3.13.3. 畅通率统计 (35) 3.13.4. 人工置数处理 (35) 3.14. 软件信息查询 (35) 3.15. 权限管理 (36) 3.16. 退出系统 (36)