水文預報_整理版2014

1、第五章第五章水水文預報文預報基本概念基本概念水文預報：水文預報：利用已知的水文氣象信息對未來一定時期內的水文利用已知的水文氣象信息對未來一定時期內的水文狀態(tài)作出定性或定量的預測。狀態(tài)作出定性或定量的預測。預見期：預見期：預報發(fā)布時刻與預報要素出現(xiàn)時刻之間的時距；預報發(fā)布時刻與預報要素出現(xiàn)時刻之間的時距；預見期的長與短并沒有明確的時間界限。 1、采用實測降雨為輸入預測未來洪水，洪水平均匯流時間2、客觀存在，反映流域對水流調蓄作用的特征量，不同特征的洪水有不同的預見期。3、不同洪水有不同的預見期，降雨強度，時空分布不同.4、預見期可根據(jù)歷時洪水資料來分析確定。第五章第五章水水文預報文預報 水文預報

2、的分類水文預報的分類：按預報：按預報項目項目要素分要素分/按預見期分；按預見期分；1、按預報的項目，水文預報可分為 :(1)徑流預報：主要是水位和流量，預報水位及其出現(xiàn)時間；預報流量大小、漲落時間及其過程。又可分為洪水預報和枯水預報。(2)冰情預報：冰情預報是利用影響河流冰情的前期氣象因子，預報流凌開始、封凍與開凍日期，冰厚、冰壩及凌汛最高水位等。(3)沙情預報：沙情預報則是根據(jù)河流的水沙相關關系，結合流域下墊面因素，預報年、月和一次洪水的含沙量及其過程。(4)水質預報：預測河流中污染物遷移轉化的時空變化過程。 2、按預見期的長短，水文預報可分為:(1)短期水文預報：主要由水文要素作出的預報

3、(2)中長期水文預報：包括氣象預報性質在內的水文預報 (3)施工水文預報：在工程施工期間要進行的特殊預報項目。 基本概念基本概念第五章第五章水水文預報文預報洪水要素：洪峰、洪水要素：洪峰、 傳播時間、水位過程、流量過程、洪量、傳播時間、水位過程、流量過程、洪量、。水文預報工作的基本程序：水文預報工作的基本程序：制作預報方案并檢驗、作業(yè)預報制作預報方案并檢驗、作業(yè)預報 （1）制定預報方案分析預報要素的形成規(guī)律，建立由過去的觀測資料推算水文預報要素大小和出現(xiàn)時間的一整套計算方法，即水文預報方案。 制定的方案按國家水文情報預報規(guī)范要求的允許誤差進行評定和檢驗。只有質量優(yōu)良和合格的方案才能付諸應用。我

4、國2000年6月30日開始實施的水文情報預報規(guī)范（SL250-2000）?；靖拍罨靖拍畹谖逭碌谖逭滤念A報文預報短期洪水預報：短期洪水預報：降雨徑流預報、降雨徑流預報、河段洪水預報、實時洪水預報河段洪水預報、實時洪水預報 1、降雨徑流預報：利用降雨徑流形成過程的原理。降雨徑流相關圖、蓄滿產流（二層、三層）、單位線、超滲產流、下滲曲線、初損后損法、其他產流模型（新安江、水箱.）。 短期洪水預報短期洪水預報2、河段洪水預報： 利用洪水波運動及變形規(guī)律。（1）相應水位（流量）法（2）合成流量法（3）流量演算法3、實時洪水預報：利用實時反饋信息進行修正。 模型誤差修正、模型參數(shù)修正、狀態(tài)修正、綜

5、合修正第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -降雨徑流預報降雨徑流預報水箱模型的基本結構：水箱模型的基本結構： 水箱模型的基本結構是用水箱的串聯(lián)模擬徑流的不同水源，用變動出流孔水箱模型的基本結構是用水箱的串聯(lián)模擬徑流的不同水源，用變動出流孔數(shù)模擬每種水源的非線性影響。數(shù)模擬每種水源的非線性影響。三水源新安江流域水文模型的三水源新安江流域水文模型的計算計算結構：結構： 包括包括蒸散發(fā)計算蒸散發(fā)計算、產流計算產流計算、水源劃分水源劃分以及以及匯流計算匯流計算四個層次結構。四個層次結構。超超滲滲產產流流模模型型：第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水

6、預報河段洪水預報扭曲扭曲展開展開波體水面線相對于恒定流水線的比降。波體水面線相對于恒定流水線的比降。面比降（面比降（i ）：單位河長的水面落差。）：單位河長的水面落差。河底比降（河底比降（i0）：單位河長的河底落差。）：單位河長的河底落差。第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報位相位相:洪水波波體與大氣交界面輪洪水波波體與大氣交界面輪廓線上每一點都占有一定的廓線上每一點都占有一定的置，這就是洪水波位相概念。置，這就是洪水波位相概念。第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期

7、洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 nititiQfQ1）（，上上下下 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五

8、章水水文預報文預報 nititiQfQ1）（，上上下下 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -河段洪水預報河段洪水預報第五章第五章水水文預報文預報 短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報水文實時預報水文實時預報利用在作業(yè)預報過程中，不斷得到的預報利用在作業(yè)預報過程中，不斷得到的預報誤差信息，及時地校正、改善預報估計值或水文預報模型中誤差信

9、息，及時地校正、改善預報估計值或水文預報模型中的參數(shù)，使以后階段的預報誤差盡可能減小。的參數(shù)，使以后階段的預報誤差盡可能減小。實時預報實時預報的核心是由的核心是由“新息新息” 作為事件驅動之由，作為事件驅動之由，新息新息是是最新時刻的預報值與實測值之差。最新時刻的預報值與實測值之差。模型識別：模型識別：確定一個較為理想的系統(tǒng)結構或模型結構，即確確定一個較為理想的系統(tǒng)結構或模型結構，即確定最佳的模型方程式的類型和形式。定最佳的模型方程式的類型和形式。參數(shù)估計：參數(shù)估計：模型形式確定后，利用長期觀測的輸入與輸出資模型形式確定后，利用長期觀測的輸入與輸出資料，選擇適合的數(shù)學方法，實現(xiàn)系統(tǒng)模型參數(shù)的最

10、優(yōu)化率定，料，選擇適合的數(shù)學方法，實現(xiàn)系統(tǒng)模型參數(shù)的最優(yōu)化率定，內容：水文內容：水文預報誤差的來源、預報誤差的來源、 洪水洪水實時預報方法的分類實時預報方法的分類1. 1. 實時洪水預報的誤差來源實時洪水預報的誤差來源第五章第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報2.2.洪水實時預報方法的分類洪水實時預報方法的分類: :第五章第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報2.2.洪水實時預報方法的分類洪水實時預報方法的分類: :第五章第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報小結：實時洪水預報的

11、誤差來源及其誤差修正方法小結：實時洪水預報的誤差來源及其誤差修正方法: :模型結構誤差；模型參數(shù)估計誤差；模型輸入資料誤差。模型結構誤差；模型參數(shù)估計誤差；模型輸入資料誤差。誤差修正方法有：誤差修正方法有：對模型參數(shù)實時校正，如最小二乘估計；對模型參數(shù)實時校正，如最小二乘估計；對模型預報誤差進行預測，如自回歸修正法；對狀態(tài)變量對模型預報誤差進行預測，如自回歸修正法；對狀態(tài)變量進行估計，如卡爾曼濾波法。進行估計，如卡爾曼濾波法。第五章第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報第五章第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報第五章

12、第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報第五章第五章水水文預報文預報短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報第五章第五章水水文預報文預報原模型效果：原模型效果：修正后模型效果：修正后模型效果：修正效果：修正效果：短期洪水預報短期洪水預報- -實時洪水預報實時洪水預報第五章第五章水水文預報文預報施工洪水預報施工洪水預報第五章第五章水水文預報文預報施工洪水預報施工洪水預報- -圍堰水情預報圍堰水情預報一、圍堰水情預報：一、圍堰水情預報：第五章第五章水水文預報文預報施工洪水預報施工洪水預報- -圍堰水情預報圍堰水情預報一、圍堰水情預報：一、圍堰水情預

13、報：第五章第五章水水文預報文預報施工洪水預報施工洪水預報- -圍堰水情預報圍堰水情預報一、圍堰水情預報：一、圍堰水情預報：第五章第五章水水文預報文預報施工洪水預報施工洪水預報- -截流期水情預報截流期水情預報二、截流期水情預報：二、截流期水情預報：（1 1）、龍口上下游水位及流速極限預報）、龍口上下游水位及流速極限預報自由堰自由堰:h:h下下/h/h上上0.8,0.8,、淹沒堰、淹沒堰（2 2）、初蓄期水庫水位及出流預報）、初蓄期水庫水位及出流預報第五章第五章水水文預報文預報枯水預報枯水預報（1 1）退水曲線法）退水曲線法（2 2） 前后期徑流相關法前后期徑流相關法（3 3）河網蓄水量法）河網

14、蓄水量法第五章第五章水水文預報文預報枯水預報枯水預報- -基本原理基本原理ktteQQ 02.2.枯季徑流消退規(guī)律枯季徑流消退規(guī)律1.1.枯季徑流來源：枯季徑流來源：汛末滯留在流域中的蓄水量和枯季降水量。汛末滯留在流域中的蓄水量和枯季降水量。式中式中Qt為枯水期中為枯水期中t時刻的流域出流量（時刻的流域出流量（m3/s）；）； Q0為枯水為枯水期某一初始時刻的流域出流量（期某一初始時刻的流域出流量（m3/s） ；K為地下水退水為地下水退水參數(shù)（參數(shù)（s）。）。 （1 1）退水曲線法）退水曲線法的計算公式為的計算公式為tQQtlnln0第五章第五章水水文預報文預報枯水預報枯水預報- -基本方法基

15、本方法（2 2） 前后期徑流相關法前后期徑流相關法可推導前后期的地下水流量關系為線性關系：可推導前后期的地下水流量關系為線性關系：可以建立前后期流量相關關系來進行預報：可以建立前后期流量相關關系來進行預報：trttQKQ tttrQQK第五章第五章水水文預報文預報枯水預報枯水預報- -基本方法基本方法（3 3）河網蓄水量法）河網蓄水量法)()(rtWfttQ河網蓄水量法的基本關系式河網蓄水量法的基本關系式第五章第五章水水文預報文預報枯水預報枯水預報- -基本方法基本方法中長期預報中長期預報- -結合氣象預報，根據(jù)結合氣象預報，根據(jù)歷史資料歷史資料建立建立自回歸模型進行預測。自回歸模型進行預測。1 1、誤差指標、誤差指標絕對誤差絕對誤差相對誤差相對誤差確定性系數(shù)確定性系數(shù)第五章第五章水水文預報文預報預報精度評定預報精度評定- -誤差指標誤差指標2 2、許可誤差、許可誤差洪峰預報洪峰預報許可誤差許可誤差：峰現(xiàn)時間峰現(xiàn)時間許可誤差許可誤差：徑流深徑流深許可誤差許可誤差：過程預報過程預報許可誤差許可誤差：第五章第五章水水文預報文預報預報精度評定預報精度評定- -許可誤差許可誤差3 3、預報項目精度評定、預報項目精度評定1.合格預報：合格預報：2.精度等級：精度等級：第五章第五章水水文預報文