太陽風邊界

[拼音]:shuiwen yubao

[英文]:hydrologic forecasting

根據前期或現時水文氣象資料,主要運用水文學、氣象學和水力學的原理和方法,對河流等水體在未來一定時段內的水文狀況作出定性或定量的預測。自發布預報時刻到所預報的水文狀況出現時刻的時間間隔稱為有效預見期。預見期長短隨預報專案、預報條件和技術水平不同而異。

預報的意義

水文預報在防汛、抗旱、水資源合理利用和國防中有重要作用。洪水預報為重大防洪措施的決策提供科學依據。1954年,中國長江干流和淮河流域出現特大洪水,根據當時洪水預報,採取了防洪措施,保證了武漢市、荊江大堤以北和裡下河地區數百萬畝農田、數百萬人民生命財產的安全。枯季徑流預報為農業、水運、枯季發電和城市供水等部門提供資訊,為及時做好抗旱準備,制定枯季用水計劃提供水文依據。在水庫設計和運用中,水文預報,能使防洪庫容和興利庫容有效結合起來,實現水庫(或水庫群)優化排程,充分發揮水庫效益。在水利工程施工期間,水文預報是制訂施工計劃、保障工程安全度汛的重要依據。河流封凍、流冰和冰塞使船舶航行困難,水電站進水口堵塞,水工建築物和橋樑等國防設施受到影響,軍事行動受到阻礙,有了冰情預報,便能及時採取防凌措施,減小損失。長期旱澇趨勢預報也是制訂國民經濟計劃的重要依據之一。

預報種類

有不同的分類方法。按水情特點和預報內容通常分:

(1)洪水預報。主要預報河流、水庫、湖泊汛期的洪水位、洪水流量和洪水過程。

(2)枯水預報。主要預報枯季水位、流量和河網蓄水量。

(3)冰情預報。主要包括河流、湖泊、水庫封凍日期、冰厚、解凍日期和流冰的預報。

(4)颱風暴潮預報。指在入海河口段(或沿海地區),由於海水隨颱風向海岸迅速推移積聚,或沿河口上溯而造成的強烈增水現象的預報。颱風暴潮,若遇上游洪水下洩,兩者遭遇,水情加劇。颱風暴潮的預報包括最高水位,湧浪等專案。

(5)沙量預報。包括流域產沙量,水流含沙量和河流、水庫衝淤變化等預報專案。

按預報的範圍或水體分:

(1)河道水文預報。包括河道中指定斷面處的洪水位、洪水流量、枯水位、枯水流量和河道冰情等預報。

(2)流域水文預報。包括流域上融雪、降雨產生的水量和在流域出口處形成的流量過程的預報,也稱流域產流量預報和流域匯流預報、降雨(融雪)徑流預報。

(3)區域水文預報。指根據水文條件相似地區內的各河流共同的洪水和退水規律,統一發布全區洪水預報或枯季徑流預報;一般用於中小河流。

(4)河口水文預報。包括河口段(見河口水流)水位、流量預報和颱風暴潮預報。

(5)水庫水文預報。大型水庫洪水預報主要包括:入庫流量預報,水庫水位預報,水庫施工期的水情預報和水庫為防洪、防凌、發電等所需的水文預報。中小型水庫控制流域面積小,庫容不大,洪水集流迅速,預見期短,不可能進行復雜的預報排程。因此,一般只需預報一次洪水的最高庫水位、最大洩流量及其出現時間。湖泊水文預報和大型水庫水文預報相似。

按預見期分:

(1)短期水文預報。如河道洪水預報和流域降雨徑流預報等。短期預報的預見期一般取決於洪水波在河段中的傳播時間,雨水從流域各處彙集到達流域出口處的匯流時間,一般為數小時至數天。

(2)中長期水文預報。有汛期洪水總量預報,枯季月徑流量預報,年徑流量預報,旱澇趨勢預報。某些冰情要素的預見期往往比較長,也屬於中長期預報。中長期預報的預見期的分界尚無統一的規定。一般認為預見期在15天以上,1年之內的屬於長期水文預報。

(3)超長期水文預報。一般指大河或較大範圍內連續豐水年或連續枯水年的趨勢預測,預見期在1年以上。

預報方法

分為三類:

(1)經驗和半經驗方法。根據水文現象形成和演變的基本規律,充分分析歷史資料,建立預報要素與前期水文氣象因子之間的經驗關係,如相關圖、經驗公式等,利用近期或現時水文氣象資訊即可從所建立的經驗關係中得到所需的預報值。經驗半經驗方法的效果主要取決於歷史資料是否充分,因子選擇是否正確。

(2)水文模型方法。確定性模型方法是根據預報要素形成和演變的物理機制與影響因素的關係,建立具有一定預見期的水文模型,把現時水文氣象資訊輸入模型,用計算機求解,求得預報值。由於水文現象的形成和演變過程複雜,模型方程組中仍存在部分經驗引數和經驗關係。因此,水文模型並不是嚴格的數學物理模型。利用水文模型方法可以解決經驗和半經驗方法中某些難以解決的問題,如降雨不均勻、調蓄程度不同、水源不同、大區間來水和人類活動影響等。運用確定性水文模型方法能使已有的預報經驗用數學表示式表示,並可充分發揮電子計算機、衛星、雷達等新技術的功能。

(3)統計預報方法。根據概率論和數理統計的原理和方法,從大量歷史水文、氣象資料中尋求水文要素演變的隨機現象,建立隨機水文模型進行預報。常用的有兩大類:一類是多元分析法,即把預報物件作為隨機變數,運用迴歸分析、判別分析等方法對影響因子進行篩選,建立預報方程進行預測;另一類是時間序列分析法,把預報物件作為離散化的時間序列隨機過程,應用自迴歸等隨機模型進行預測。通常把時間序列分解成趨勢項、週期項、平穩項,分項預測,然後疊加,求得預報結果。統計學方法多用於長期水文預報。

預報服務

水文、氣象站網和補充佈設的水情站網把獲得的現時水文資訊,迅速傳遞給釋出預報的機構,預報機構根據已制定的預報方案提出預報值,通過廣播、電視、電話和電報等及時傳向有關部門。水文預報通訊系統必須暢通無阻,並受到國家的重點保障。50年代,中國在全國範圍內重點河流的洪水預報,由中央防汛抗旱指揮部發布;大江大河的洪水預報由各流域機構釋出;之後各省水文總站也釋出本地區水文預報;個別重要地點的水文站釋出所在河段或水庫的單站補充水文預報。

參考書目

長江流域規劃辦公室主編:《水文預報方法》,水利電力出版社,北京,1979。