水文預(yù)報(bào)_整理版2014

1、第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)基本概念基本概念水文預(yù)報(bào)：水文預(yù)報(bào)：利用已知的水文氣象信息對(duì)未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)的水文利用已知的水文氣象信息對(duì)未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)的水文狀態(tài)作出定性或定量的預(yù)測(cè)。狀態(tài)作出定性或定量的預(yù)測(cè)。預(yù)見(jiàn)期：預(yù)見(jiàn)期：預(yù)報(bào)發(fā)布時(shí)刻與預(yù)報(bào)要素出現(xiàn)時(shí)刻之間的時(shí)距；預(yù)報(bào)發(fā)布時(shí)刻與預(yù)報(bào)要素出現(xiàn)時(shí)刻之間的時(shí)距；預(yù)見(jiàn)期的長(zhǎng)與短并沒(méi)有明確的時(shí)間界限。 1、采用實(shí)測(cè)降雨為輸入預(yù)測(cè)未來(lái)洪水，洪水平均匯流時(shí)間2、客觀存在，反映流域?qū)λ髡{(diào)蓄作用的特征量，不同特征的洪水有不同的預(yù)見(jiàn)期。3、不同洪水有不同的預(yù)見(jiàn)期，降雨強(qiáng)度，時(shí)空分布不同.4、預(yù)見(jiàn)期可根據(jù)歷時(shí)洪水資料來(lái)分析確定。第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 水文預(yù)報(bào)

2、的分類水文預(yù)報(bào)的分類：按預(yù)報(bào)：按預(yù)報(bào)項(xiàng)目項(xiàng)目要素分要素分/按預(yù)見(jiàn)期分；按預(yù)見(jiàn)期分；1、按預(yù)報(bào)的項(xiàng)目，水文預(yù)報(bào)可分為 :(1)徑流預(yù)報(bào)：主要是水位和流量，預(yù)報(bào)水位及其出現(xiàn)時(shí)間；預(yù)報(bào)流量大小、漲落時(shí)間及其過(guò)程。又可分為洪水預(yù)報(bào)和枯水預(yù)報(bào)。(2)冰情預(yù)報(bào)：冰情預(yù)報(bào)是利用影響河流冰情的前期氣象因子，預(yù)報(bào)流凌開(kāi)始、封凍與開(kāi)凍日期，冰厚、冰壩及凌汛最高水位等。(3)沙情預(yù)報(bào)：沙情預(yù)報(bào)則是根據(jù)河流的水沙相關(guān)關(guān)系，結(jié)合流域下墊面因素，預(yù)報(bào)年、月和一次洪水的含沙量及其過(guò)程。(4)水質(zhì)預(yù)報(bào)：預(yù)測(cè)河流中污染物遷移轉(zhuǎn)化的時(shí)空變化過(guò)程。 2、按預(yù)見(jiàn)期的長(zhǎng)短，水文預(yù)報(bào)可分為:(1)短期水文預(yù)報(bào)：主要由水文要素作出的預(yù)報(bào)

3、(2)中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)：包括氣象預(yù)報(bào)性質(zhì)在內(nèi)的水文預(yù)報(bào) (3)施工水文預(yù)報(bào)：在工程施工期間要進(jìn)行的特殊預(yù)報(bào)項(xiàng)目。 基本概念基本概念第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)洪水要素：洪峰、洪水要素：洪峰、 傳播時(shí)間、水位過(guò)程、流量過(guò)程、洪量、傳播時(shí)間、水位過(guò)程、流量過(guò)程、洪量、。水文預(yù)報(bào)工作的基本程序：水文預(yù)報(bào)工作的基本程序：制作預(yù)報(bào)方案并檢驗(yàn)、作業(yè)預(yù)報(bào)制作預(yù)報(bào)方案并檢驗(yàn)、作業(yè)預(yù)報(bào) （1）制定預(yù)報(bào)方案分析預(yù)報(bào)要素的形成規(guī)律，建立由過(guò)去的觀測(cè)資料推算水文預(yù)報(bào)要素大小和出現(xiàn)時(shí)間的一整套計(jì)算方法，即水文預(yù)報(bào)方案。 制定的方案按國(guó)家水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范要求的允許誤差進(jìn)行評(píng)定和檢驗(yàn)。只有質(zhì)量?jī)?yōu)良和合格的方案才能付諸應(yīng)用。我

4、國(guó)2000年6月30日開(kāi)始實(shí)施的水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范（SL250-2000）?；靖拍罨靖拍畹谖逭碌谖逭滤念A(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)：短期洪水預(yù)報(bào)：降雨徑流預(yù)報(bào)、降雨徑流預(yù)報(bào)、河段洪水預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào) 1、降雨徑流預(yù)報(bào)：利用降雨徑流形成過(guò)程的原理。降雨徑流相關(guān)圖、蓄滿產(chǎn)流（二層、三層）、單位線、超滲產(chǎn)流、下滲曲線、初損后損法、其他產(chǎn)流模型（新安江、水箱.）。 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)2、河段洪水預(yù)報(bào)： 利用洪水波運(yùn)動(dòng)及變形規(guī)律。（1）相應(yīng)水位（流量）法（2）合成流量法（3）流量演算法3、實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)：利用實(shí)時(shí)反饋信息進(jìn)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(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -降雨徑流預(yù)報(bào)降雨徑流預(yù)報(bào)水箱模型的基本結(jié)構(gòu)：水箱模型的基本結(jié)構(gòu)： 水箱模型的基本結(jié)構(gòu)是用水箱的串聯(lián)模擬徑流的不同水源，用變動(dòng)出流孔水箱模型的基本結(jié)構(gòu)是用水箱的串聯(lián)模擬徑流的不同水源，用變動(dòng)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(jì)算計(jì)算結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 包括包括蒸散發(fā)計(jì)算蒸散發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流計(jì)算產(chǎn)流計(jì)算、水源劃分水源劃分以及以及匯流計(jì)算匯流計(jì)算四個(gè)層次結(jié)構(gòu)。四個(gè)層次結(jié)構(gòu)。超超滲滲產(chǎn)產(chǎn)流流模模型型：第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水

6、預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)扭曲扭曲展開(kāi)展開(kāi)波體水面線相對(duì)于恒定流水線的比降。波體水面線相對(duì)于恒定流水線的比降。面比降（面比降（i ）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的水面落差。）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的水面落差。河底比降（河底比降（i0）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的河底落差。）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的河底落差。第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)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(diǎn)都占有一定的廓線上每一點(diǎn)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(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期

7、洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) nititiQfQ1）（，上上下下 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五

8、章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) nititiQfQ1）（，上上下下 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -河段洪水預(yù)報(bào)河段洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào) 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)水文實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)水文實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)利用在作業(yè)預(yù)報(bào)過(guò)程中，不斷得到的預(yù)報(bào)利用在作業(yè)預(yù)報(bào)過(guò)程中，不斷得到的預(yù)報(bào)誤差信息，及時(shí)地校正、改善預(yù)報(bào)估計(jì)值或水文預(yù)報(bào)模型中誤差信

9、息，及時(shí)地校正、改善預(yù)報(bào)估計(jì)值或水文預(yù)報(bào)模型中的參數(shù)，使以后階段的預(yù)報(bào)誤差盡可能減小。的參數(shù)，使以后階段的預(yù)報(bào)誤差盡可能減小。實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的核心是由的核心是由“新息新息” 作為事件驅(qū)動(dòng)之由，作為事件驅(qū)動(dòng)之由，新息新息是是最新時(shí)刻的預(yù)報(bào)值與實(shí)測(cè)值之差。最新時(shí)刻的預(yù)報(bào)值與實(shí)測(cè)值之差。模型識(shí)別：模型識(shí)別：確定一個(gè)較為理想的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或模型結(jié)構(gòu)，即確確定一個(gè)較為理想的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或模型結(jié)構(gòu)，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(jì)：參數(shù)估計(jì)：模型形式確定后，利用長(zhǎng)期觀測(cè)的輸入與輸出資模型形式確定后，利用長(zhǎng)期觀測(cè)的輸入與輸出資料，選擇適合的數(shù)學(xué)方法，實(shí)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(xué)方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模型參數(shù)的最優(yōu)化率定，內(nèi)容：水文內(nèi)容：水文預(yù)報(bào)誤差的來(lái)源、預(yù)報(bào)誤差的來(lái)源、 洪水洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法的分類實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法的分類1. 1. 實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)的誤差來(lái)源實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)的誤差來(lái)源第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)2.2.洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法的分類洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法的分類: :第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)2.2.洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法的分類洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法的分類: :第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)小結(jié)：實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)的

11、誤差來(lái)源及其誤差修正方法小結(jié)：實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)的誤差來(lái)源及其誤差修正方法: :模型結(jié)構(gòu)誤差；模型參數(shù)估計(jì)誤差；模型輸入資料誤差。模型結(jié)構(gòu)誤差；模型參數(shù)估計(jì)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(duì)模型參數(shù)實(shí)時(shí)校正，如最小二乘估計(jì)；對(duì)模型參數(shù)實(shí)時(shí)校正，如最小二乘估計(jì)；對(duì)模型預(yù)報(bào)誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)，如自回歸修正法；對(duì)狀態(tài)變量對(duì)模型預(yù)報(bào)誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)，如自回歸修正法；對(duì)狀態(tài)變量進(jìn)行估計(jì)，如卡爾曼濾波法。進(jìn)行估計(jì)，如卡爾曼濾波法。第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)第五章

12、第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)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(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)- -實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)- -圍堰水情預(yù)報(bào)圍堰水情預(yù)報(bào)一、圍堰水情預(yù)報(bào)：一、圍堰水情預(yù)報(bào)：第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)- -圍堰水情預(yù)報(bào)圍堰水情預(yù)報(bào)一、圍堰水情預(yù)報(bào)：一、圍堰水情預(yù)

13、報(bào)：第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)- -圍堰水情預(yù)報(bào)圍堰水情預(yù)報(bào)一、圍堰水情預(yù)報(bào)：一、圍堰水情預(yù)報(bào)：第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)施工洪水預(yù)報(bào)- -截流期水情預(yù)報(bào)截流期水情預(yù)報(bào)二、截流期水情預(yù)報(bào)：二、截流期水情預(yù)報(bào)：（1 1）、龍口上下游水位及流速極限預(yù)報(bào)）、龍口上下游水位及流速極限預(yù)報(bào)自由堰自由堰:h:h下下/h/h上上0.8,0.8,、淹沒(méi)堰、淹沒(méi)堰（2 2）、初蓄期水庫(kù)水位及出流預(yù)報(bào)）、初蓄期水庫(kù)水位及出流預(yù)報(bào)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)（1 1）退水曲線法）退水曲線法（2 2） 前后期徑流相關(guān)法前后期徑流相關(guān)法（3 3）河網(wǎng)蓄水量法）河網(wǎng)

14、蓄水量法第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)- -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(lái)源：枯季徑流來(lái)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(shí)刻的流域出流量（時(shí)刻的流域出流量（m3/s）；）； Q0為枯水為枯水期某一初始時(shí)刻的流域出流量（期某一初始時(shí)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(jì)算公式為的計(jì)算公式為tQQtlnln0第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)- -基本方法基

15、本方法（2 2） 前后期徑流相關(guān)法前后期徑流相關(guān)法可推導(dǎo)前后期的地下水流量關(guān)系為線性關(guān)系：可推導(dǎo)前后期的地下水流量關(guān)系為線性關(guān)系：可以建立前后期流量相關(guān)關(guān)系來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)：可以建立前后期流量相關(guān)關(guān)系來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)：trttQKQ tttrQQK第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)- -基本方法基本方法（3 3）河網(wǎng)蓄水量法）河網(wǎng)蓄水量法)()(rtWfttQ河網(wǎng)蓄水量法的基本關(guān)系式河網(wǎng)蓄水量法的基本關(guān)系式第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)枯水預(yù)報(bào)- -基本方法基本方法中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)- -結(jié)合氣象預(yù)報(bào)，根據(jù)結(jié)合氣象預(yù)報(bào)，根據(jù)歷史資料歷史資料建立建立自回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。自回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。1 1、誤差指標(biāo)、誤差指標(biāo)絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差相對(duì)誤差相對(duì)誤差確定性系數(shù)確定性系數(shù)第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)精度評(píng)定預(yù)報(bào)精度評(píng)定- -誤差指標(biāo)誤差指標(biāo)2 2、許可誤差、許可誤差洪峰預(yù)報(bào)洪峰預(yù)報(bào)許可誤差許可誤差：峰現(xiàn)時(shí)間峰現(xiàn)時(shí)間許可誤差許可誤差：徑流深徑流深許可誤差許可誤差：過(guò)程預(yù)報(bào)過(guò)程預(yù)報(bào)許可誤差許可誤差：第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)精度評(píng)定預(yù)報(bào)精度評(píng)定- -許可誤差許可誤差3 3、預(yù)報(bào)項(xiàng)目精度評(píng)定、預(yù)報(bào)項(xiàng)目精度評(píng)定1.合格預(yù)報(bào)：合格預(yù)報(bào)：2.精度等級(jí)：精度等級(jí)：第五章第五章水水文預(yù)報(bào)文