实时洪水预报研究进展与展望

洪水预报是防汛指挥调度的重要依据,而实时洪水预报是提高洪水预报的重要技术手段,对提高防汛效率、保障防汛安全具有重要意义.针对实时洪水预报的复杂性和不确定性,提出了基于神经网络异联想记忆技术的综合修正方法和考虑降雨不确定性的概率预报模型等理论方法,通过误差反传、迭代计算和滚动预报等技术手段不断提高实时洪水预报的修正水平,取得了显著成效.通过分析研究关于实时洪水预报的相关理论成果,理清实时洪水预报发展现状,并提出了实时洪水预报未来研究的重点.     

全过程联合校正的洪水预报修正方法

洪水实时校正是洪水预报的重要组成内容,也是水文预报研究的热点与难点。为进一步提高洪水预报精度,提出了一种全过程联合校正的洪水预报修正方法。该方法的主旨是在雨量站数目较多的流域,构建雨量站网密度与洪水预报误差分配比例之间的定量关系;对雨量站数目较少的流域,借用该比例关系,将洪水预报总误差按比例划分为面雨量输入误差和模型误差两部分;再基于系统响应理论,对研究流域的这两部分误差进行修正,从而实现输入误差与模型误差的全过程联合校正。在淮河三个典型流域的应用结果表明,相较于目前单变量的系统响应曲线修正方法,全过程联合校正方法可进一步提升误差修正效果,提高洪水预报精度。     

基于雷达短时临近降雨预报的王家坝洪水预报研究

近年来突发性灾害天气引发的洪水过程频发,研究耦合雷达临近降雨预报的洪水预报对于洪水灾害防治具有重要意义。根据淮河王家坝以上流域的历史降雨流量资料,构建了一个基于土壤湿度指数分布的集总式水文模型PDM。以此为基础选取了2016年流域内两场典型洪水过程,耦合驻马店S波段双偏振多普勒雷达的降雨观测数据,并对雷达测雨数据进行评估;再利用临近降雨预报系统STEPS,分别对两场洪水过程的最大降雨做临近3 h、2 h、1 h和30 min的降雨预报;通过PDM模型模拟洪水过程来对比分析雷达降雨与雨量站实测的模拟精度,研究雷达临近降雨预报在洪水预报中的适用性。结果表明:利用雷达降雨资料对洪峰流量的模拟比直接用雨量站资料更加接近实测值,洪峰误差在±2.7%以内;但雨量站模拟的总体拟合效果要好于雷达,两场洪水过程的纳什效率系数都大于0.8。雷达3 h以内的临近降雨预报精度可用作洪水预报,洪峰流量和洪水过程模拟效果良好,可满足实时作业预报的要求。     

白龟山水库洪水预报误差分布规律分析

文章以淮河流域沙颍河水系上白龟山水库为研究背景,建立基于极大熵的水库洪水预报误差分布模型,分析模型求解方法,并得到洪水预报误差分布规律函数和水库的产流方案预报误差极限值。     

潘家口水库洪水预报误差分布研究

在洪水预报过程中,误差是必然存在的。以误差分析的概括分布指数分布为基础,通过解析拟合来研究洪水预报误差的分布规律。经计算认为,潘家口水库入库洪水预报误差近似属于正态分布,并通过了柯尔莫哥洛夫法检验。在此基础上对预报结果进行了误差修正。     

安康水库入库洪水预报误差分布形式

为进一步探讨水库预报入库洪水误差可能服从的概率分布形式,在分析预报入库洪水、实测入库洪水和实际入库洪水之间关系的基础上,采用入库洪水误差的不同定义方式分别生成预报入库洪水误差序列,进而对误差序列的分布类型进行了假设检验和论证。以安康水库为例,分别对正态分布、对数正态分布、Gamma分布等十余种洪水预报误差可能服从的概率分布类型进行验证,结果表明:安康水库入库洪水预报误差序列符合Logistic分布规律,而不符合正态分布、皮尔逊Ⅲ型分布等其他类型分布。同目前广泛采用的正态分布相比,对于一些水库,采用Logistic分布类型可能会更好地表达其入库流量预报误差的概率特性。     

误差异分布概率预报模型在运河站洪水预报中的应用研究

分析运河站不同流量量级下洪水预报误差的规律特征,发现不同量级下洪水预报误差的均值和标准差存在显著差异,构建了预报误差的均值和标准差与流量大小间的分段线性关系。在此基础上,采用误差异分布概率预报模型推求了不同量级洪水条件下,以流量预报值为条件的"真实"流量的条件概率分布函数。据此流量预报条件分布函数,可获得流量的预报倾向值(50%概率对应的分位点,即中位数)和任一置信水平下的流量预报区间。运河站的应用结果表明,基于误差异分布概率预报模型提供的预报倾向值的精度整体要优于初始确定性预报结果,同时也提供了90%置信水平下的预报区间成果,丰富了运河站的洪水预报信息。     

潘家口水库洪水预报误差分布研究

以误差分析的概括分布指数分布为基础,通过解析拟合来研究洪水预报误差的分布规律。通过计算认为潘家口水库入库洪水预报误差近似属于正态分布,并通过了柯尔莫哥洛夫法检验。在此基础上对预报结果进行了误差修正。     

枫树坝水库洪水实时预报校正方法研究

枫树坝水库降雨径流概念性模型的建立及其自动采集系统的完善,为枫树坝水库洪水实时预报校正研究提供了前提条件.概念性水文模型考虑因素尽管较全面,但汇流经验单位线计算流量过程精度有待提高.基于洪水预报误差信息,对一阶自回归模型自适应递推、二阶自回归自适应递推和卡尔曼滤波校正方法进行研究分析.实际洪水与模拟计算结果对比分析表明,二阶自回归递推和卡尔曼滤波校正计算方法提高了洪水预报精度.     

水库洪水预报误差分析

由于受水库枢纽工程的影响,使得反推计算的入库流量本身存在较大误差,从而增加了水库洪水预报模型研制的难度,直接影响实时预报精度。通过多年对本地区水库实时洪水预报的实践,对入库洪水预报中存在的误差原因及解决方法进行了分析,用以指导实时预报。     

基于防汛需求的降雨预报精度评估方法

针对现有研究对降雨预报精度评价大多着眼于测站或流域的总量误差,很少考虑降雨预报的空间分布、时程分配误差这一问题,提出一种综合时程、空间、总量等3个维度的降雨预报精度评价方法。在量级上,建立以相对误差为基础的量级评价指标;在空间上,引入容差区间,考虑全流域网格后得出空间分布评价指标;在时程上,采用确定性系数评价时程的匹配度,得到时程分配评价指标。选取甬江流域近年的预报和实测数据为例,采用上述方法对多种数值预报模式的进行了综合评价。结果表明:提出的评价方法能够挖掘出传统评价方法未充分关注的时程分配等要素。因此,该方法能够较好地基于防汛场景需求评价流域降雨预报精度,也可为多种预报模式的融合应用提供依据。     

乌溪江流域自动洪水预报系统研究与应用

由于预报模型的局限性和实时信息的不完善,洪水预报过程存在一定误差。利用自动预报模型和人工预报参数交互式修改相结合的方式可提高洪水预报精度。在乌溪江流域自动洪水预报系统研究中,采用径流系数控制前期雨量损失总量,通过调整雨量损失进行产流计算,根据时段降雨的降雨中心和降雨强度选用单位线进行汇流计算。同时在自动化洪水预报基础上配以预报人员的多年预报经验,完成可实时修正、高精度的实时洪水预报。以典型洪水预报为例,人工预报参数交互式修改方法的准确性较高,人工预报峰现时间相差1 h,人工预报洪峰流量误差为0.74%,预报精度等级为乙级。研究成果已在浙江省乌溪江流域自动洪水预报系统得到应用,对其他流域洪水预报具有参考价值。     

蓄峰比值在洪水预报中的应用

在编制辽河、浑河中下游河段洪水预报方案时,选蓄峰比值为参数,建立河道上下游站洪峰流量（水位）相关关系,对1985年以来辽河、浑河干流的洪水进行预报,收到了很好的效果。     

分布式水文模型结合气象预报方法初步探讨

为了尽量消除因流域空间非均一性引起的水文模拟不确定性,采用基于GBHM分布式水文模型以及具有明确物理意义的模型参数,利用三峡区间2011年5~6月期间的气象预报信息,探讨该区域实时洪水预报方法,以及不同预见期的洪水预报精度。结果表明,分布式水文模型与气象预报数据结合,能够较好地模拟该区间的洪水过程。该方法在一定预见期内能够对实时洪水过程进行预报,预报精度很大程度上取决于降水预报的准确性。     

实时洪水预报中的雨量短期预报

为提高实时洪水预报的精度，延长实时预报预见期，针对目前预见期内降雨不作处理的状况，提出了对预见期内的雨量进行短期预报的思路．经分析比较发现，采用相邻时段雨量相关关系预报预见期内的雨量，对延长洪水预报预见期有一定的作用．在针对亭下水库流域进行试验时，经对不同预见期的预报结果分析后证明，此方法相对于不预报雨量的方法有更高的精度．且延长了预报的预见期．     

2016年长江第1号洪水预报及调度影响分析

通过分析2016长江第1号洪水的水雨情发展、洪水组成、水情预报、调度还原计算成果等,解析了该场洪水的暴雨洪水特性、预报对调度的支撑作用以及三峡水库调度对城陵矶河段水位的影响。分析表明：金沙江、乌江来水对第1号洪水起筑底作用,三峡区间洪水则为该场洪水造峰,三者最大1d洪量占三峡入库来水比率分别达26.1%,15.6%,38.1%;第1号洪水期间,水情预报为调度决策提供了长预见期、较高精度的前提支撑,78,54,30,6 h预见期的三峡入库洪峰预报误差分别仅为-20.0%,-10.0%,-4.0%,0;三峡水库在第1号洪水期间通过防洪调度将入库洪峰流量削峰38%,最大拦蓄洪量约29亿m3,削减莲花塘站洪峰水位0.39 m左右,避免了城陵矶河段出现超保证水位。     

洪水预报模型在梅州水库的应用

洪水预报是当前中、小型水库防洪措施中有待加强的重要环节。本文结合梅州水库实践，以实用为目的绘制相关图表，其中包括沿用经验方法和计算机技术应用于现代洪水预报。     

嘉陵江流域暴雨洪水特征及预报

“10.7”嘉陵江暴雨洪水灾害给四川、重庆等地造成较为严重的经济损失,因此有必要对流域特征和水文预报进行科学分析总结。对流域雨水情的分析发现,嘉陵江流域暴雨具有雨量充沛、分布集中的特点;洪水具有陡涨陡落、洪峰高、变幅大的特点。根据流域内水利工程的建设及分布情况,分段制定了预报方案,并对“10.7”嘉陵江洪水进行预报实践,最后的预报成果误差很小,能够满足实际预报工作的需求。     

洪水分类预报在清河水库防洪调度中的应用

在大型水库的预报调度工作中,预报历史和近期预报值误差较大的洪水时,难以把握计算精度,使得洪水预报结果误差偏大,洪水调度难度增加.本文采用洪水分类预报方法,将洪水根据其成因不同进行分类,用不同的预报模型或动态优选预报参数进行洪水预报,提高了水库洪水预报的整体精度和时效.     

松花江站洪水预报方法的探讨

本文主要针对松花江水文站作洪水预报时出现的问题加以讨论，并提出了一些实践上性建议