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
预报方案是对预报目标的具体实现，是预报模型在模拟区域的具体应用。预报方案应包含预报对象、预报要素、根据站点、选用模型、模型参数、方案评定等。由于预报对象所处的河段、流域和洪水千差万别，根据站点类别、信息种类不同，造成预报方案因预报对象不同而不同，因此提出一通用的构建技术构建不同的预报方案是问题的关键。
3)通用的模型参数率定
参数率定好坏直接影响到预报方案的精度。模型参数率定工作要求的专业性很强，需要具有深厚的相关理论知识和实践经验，。解决的关键在于开发出人工试错和自动优选相耦合，多模型、多参数自动优选，友好的率定平台，使系统能简便、快捷、高效地完成模型参数率定工作。
4)实时交互式预报
预报员的丰富经验及综合分析是提高预报精度的保证。实时交互式预报就是把过去只能由预报员人工进行的洪水预报结果的综合分析功能纳入到洪水预报系统，依据有经验的预报员的分析、确定预报的思路来建立对预报结果进行交互分析的基本模式。其关键问题在于能否把预报员的各种综合分析手段以计算机人机交互界面的方式表现，使预报员方便地进行交互分析。
“中国洪水预报系统”在涉及时对以上关键技术进行了深入研究，并分别实现了有针对性的解决方案。
4.7.2洪水预报流程
洪水预报流程大体分为两大步骤：
1)制作预报方案
根据预报任务，及时收集降雨、蒸发、水位、流量等有关资料，根据洪水的形成规律和特点，建立由当前采集的水文信息推算未来洪水大小和出现时间的一整套计算方法，即洪水预报方案，例如降雨径流预报方法中的产流预报方案和汇流预报方案。为了保证预报精度和可靠性，必须对制作的预报方案按允许误差标准进行评定和检验。
2)进行作业预报
对正在发生洪水的地区进行水文气象观测，并通过报汛设备传送到预报中心，运行制作好的预报方案分析计算即将发生的洪水大小、出现时间等，并及时提供给防汛指挥部门、社会公众，为抗洪减灾决策提供科学依据。为了提高预报制作的时效性和预报成果的精度，常常把遥感、遥测、信息传输和计算机运算联成一个系统，由计算机根据实测数据直接按存储的实时预报方案程序自动算出预报结果。
总体预报流程如下图所示：
图 4.7.1 洪水预报流程图
4.7.3系统功能描述
4.7.3.1系统管理
系统管理提供用户管理、模型管理、方案管理、水位流量曲线、自动预报、站点管理、图层管理、预报数据管理、数据库设置等功能。
1)用户管理
用户分为系统管理员用户和预报员两种角色类型，用户必须登陆且通过系统认证才能使用本系统。用户管理提供修改密码、修改用户名、增加用户、删除用户等功能，其中增加用户、删除用户只有系统管理员才有权限进行操作。系统示例界面如下图所示：
图 07.2 用户管理界面示例图
2)模型管理
模型管理用于对预报系统中使用中的模型进行管理，提供增加模型、删除模型、保存模型等功能。系统支持的模型类型包括流域产汇流模型、流域产流模型、流域汇流模型、河道汇流模型、经验模型五种。
系统界面示例如下图所示：
图 07.3 模型管理界面示例图
3)方案管理
方案管理用于定制洪水预报方案，提供的功能包括：方案修改、方案分配、方案输出、方案输入、方案压缩等。每个预报方案可包括方案说明、预热期、计
算时段长、预见期、输出类型、告警水位、告警流量、水位流量关系、是否显示区域输入边界等属性，同时还可为方案设置不同的雨量计算方法，设定使用的模型及参数等。方案构建完成后系统提供方案输出功能，预报员可通过选用不同的方案或通过调整方案的参数来获得多种预报结果。
系统示例界面如下图所示：
图 07.4 方案管理示例图-主菜单和界面
图07.5方案管理示例图-方案属性修改
4)自动预报
系统提供自动预报功能，当将系统设置为自动预报状态时，系统将依据方案管理中所设定的预报方案、预报顺序等设置逐时自动启动预报。系统还提供“是否自动校正”、“是否自动发布”等选项，当设置为自动校正状态时，系统将自动按照预报成果和实际发生的成果进行精度分析，实现预报成果的实时校正；设置为自动发布状态时，系统保存自动预报结果，则该预报方案在运行完成后，系统
自动发布预报结果，结果发布时，界面上将显式区分预报过程和实测过程。
系统界面示例如下图所示：
图 07.6 自动预报界面示例
5)预报数据管理
预报数据管理用于管理中间预报成果、最终预报成果和模型状态三类数据。
6)其他系统管理功能
系统提供站点管理、图层管理、水位流量关系曲线管理等功能，用于对预报涉及到的边界条件数据进行管理。
下图为水位-流量关系曲线的管理界面示例：
图 07.7 水位流量关系管理界面示例
4.7.3.2预报方案制作
预报方案制作是中国洪水预报系统的重要组成部分。它包括预报方案构建、历史资料处理、模型参数率定等功能。预报方案构建功能可通过人机界面构建相关图预报方案、水文模型预报方案，通过人机界面输入、定制预报方案的各要素值。历史资料处理功能用于输入、转录、检查、修改用于制作洪水预报方案的历史水文资料。模型参数率定功能可通过人工试错和自动优选相耦合的率定子系统，对任何预报模型单值参数进行参数率定，以完成系统建模工作。
1)预报方案构建
构建预报方案是实施洪水预报作业的基础，本系统构建预报方案包括定义方案、圈划流域、确定方案模型、雨量站控制权重、使用向导等五项功能。
2)历史资料处理
此功能主要用于录入、转存、检查、修改用于模型参数率定的历史水文资料，包括洪水摘录资料、洪水日资料、降雨摘录资料和降雨日资料等。
3)模型参数率定
此功能主要用于对选定的预报模型中的参数进行率定。水文模型包括模型结构和模型参数两个方面。确定模型结构称为系统的结构识别，在确定的系统结构下，率定模型的参数称为系统的参数识别，合称为系统识别。模型结构就是模型的计算步骤与方法，，模型参数是代表具体流域的水文特性，是模型结构程序中待定的常数。有了结构和参数之后，流域的水文规律和水文特性就完整地描述出来了。
模型参数率定是通过对历史资料的模拟分析，确定预报方案各输入所采用的概念性模型的参数，以用于实时预报。参数率定的目标是寻求模拟客观系统的最满意的模型和最佳参数，参数率定是模型识别的主要环节。洪水预报模型的参数大体上可分为以下两类：
（1）过程参数。模拟水文过程的数学方程式中的待定常数，已见的如土壤蓄水容量、蒸散发能力、稳渗率、壤中流及地下水的蓄泄系数、河槽汇流系数等。这些参数有明确的物理意义，大多可由水文、气象、地理、地质等资料分析初定，有的必须优选确定。
（2）地理参数。表示地理特征或量度的一些参数。如面积、高程、地形类别、植被覆盖、土地利用、地面坡度、河槽坡度及长度，不透水面积等。这些参数大多可以根据自然地理资料或地形图测定。
对于采用可率定模型构建的洪水预报方案，本系统提供人工试错、自动优选、以及人工试错和自动优选相耦合等三种方法对模型中单值参数进行参数率定，以最终建立洪水预报方案。系统提供的模型参数率定界面示例如下图所示：
图 07.8 模型参数率定界面示例
如上图的界面中，可以通过“缺省参数范围”，“缺省参数关系”，“缺省模型状态”等功能按钮恢复模型的缺省值，可通过设置优化率定方法、目标函数类型、循环次数等参数改善自动优选的效果。系统进行参数率定时可显示率定进度状态。当模型率定或模型检验结束后，在界面右下角的率定结果栏目中将以过程线形式显示模拟过程和实测过程对比情况，用户可通过对此结果的观测检验模型的适用程度。
4.7.3.3实时作业预报
实时作业预报提供作业预报、预报成果优选、预报误差统计分析、预报成
果输出等功能。
1)作业预报
系统提供单站作业预报和区域作业预报两种作业预报方式。单站作业预报只对当前所选择的预报断面和预报方案进行预报。区域作业预报既可对单站进行作业预报，也可同时连续的从上游往下游对河系各预报断面进行作业预报。
系统提供的单站作业预报界面示例如下图所示：
图 07.9 单站作业预报界面示例
如上图所示，整个单站作业预报控制界面可分为“方案输入”、“时间设置”、“模型信息”、“功能按钮”、“结果显示”等5个区域。其中时间设置部分用于调整预报作业的预热期和预见期时间，模型信息部分用于显示或修改预报作业中使用的模型及模型参数，结果显示部分用雨洪过程线的方式显示预报结果。
使用“预见期雨量”功能可对实测降雨量值进行修改，也可输入未来降雨量估计值，如下图界面所示：
图 07.10 进行作业预报时降雨量模拟示例
系统提供的实时校正功能可依据预报时间前的预报过程和实测过程的误差系列，对预报时间后的预报过程进行实时校正。
2)预报成果优选是在多预报员、多单位的预报成果基础上，结合专家经验，
选出最优的预报成果，以供对外发布。如下图所示：
图 07.11 洪水预报结果优先界面示例
界面上以图形方式显示实测过程（图中黑色线）和多个预报过程（其他颜色的线条），同时以表格方式显示预报统计指标，包括确定性系数、洪峰误差、洪量误差、峰现误差等，供预报员分析、判断各项预报成果的精度，从中选择最适合的预报成果。
3)预报误差统计分析，是对某单位在一段时间内所正式发布的预报成果进
行精度评价。
图 07.12 洪水预报结果误差统计分析示例
4)预报成果输出。预报成果输出是以报表方式显示预报成果，并可打印输
出。
4.7.3.4信息查询功能
为预报人员提供丰富的实时雨水情和预报结果的查询功能，包括水文过程线，实时历史对比，水位示意图等，查询结果结合图形和表格方式，融合历史、实时和预报信息，为防汛抗旱决策提供全面的数据参考。
系统示例如下图所示：
图 07.13 系统提供的信息查询功能示例1
图 07.14系统提供的信息查询功能示例2
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
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2019, 8(1), 24-32 Published Online February 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/176408875.html,/journal/jwrr https://https://www.doczj.com/doc/176408875.html,/10.12677/jwrr.2019.81003 Application of the Long Short-Term Memory Networks for Flood Forecast Jiong Guo1, Yanjun Zhang1*, Junbo Wang1, Zhengying Yuan2, Jinjin Wu1, Wenxun Dong1, Sumiao Wang1 1State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan Hubei 2Hydrology Bureau of Changjiang Water Resources Commission of the Ministry of Water Resources, Wuhan Hubei Received: Feb. 2nd, 2019; accepted: Feb. 17th, 2019; published: Feb. 25th, 2019 Abstract Flood forecasting is difficult in mountain watershed because precipitation data is scarce and hard to reflect spatial heterogeneity. To improve the accuracy of flood forecasting in mountain watershed, long short-term memory model (LSTM) and Xin’anjiang model are used to simulate flood in Guanshan river watershed. The results show that the Nash efficiency coefficient of verification period in the tra-ditional hydrological model is 0.55, while that in the LSTM is 0.7 with daily data from 1975 to 1987. LSTM can greatly improve the hydrological simulation and forecast effect in the areas lacking precipi-tation data. Keywords Long Short-Term Memory (LSTM), Flood Forecast 长短期记忆模型在小流域洪水预报上的应用研究 郭炅1，张艳军1*，王俊勃1，袁正颖2，吴金津1，董文逊1，王素描1 1武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 2长江水利委员会水文局，湖北武汉 收稿日期：2019年2月2日；录用日期：2019年2月17日；发布日期：2019年2月25日 摘要 在山区小流域，降水资料稀缺，且难以反应其降水的空间异质性，使得仅依靠降水资料进行洪水预报十分困难。作者简介：郭炅(1993-)，男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要从事水文水资源方面研究。 *通讯作者。
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
岸堤水库雨洪资源解析 使 用 说 明 书 二〇一五年六月一日 作者:文华 :******** :fblwh150@163. 目录 第一章概述 (3 第二章功能简介 (5 第一节功能特点 (5 第二节软件画面 (6 第三节运算功能 (7 第四节气象云图及气象雷达 (13 第三章数学模型 (14 第一节洪水模型 (14
1、瞬时单位线 (14 2、CAMMADIST函数语法 (15 3、CAMMADIST函数应用 (16 4、流域洪水错时叠加 (17 第二节洪水传播 (18 第三节泄量模型 (19 1、闸门出流 (19 2、推求水面线 (21 3、闸门泄量 (22 第四节调洪演算 (22 第五节控运案 (23 第四章扩展性设计 (23 第五章调洪实例 (29 第六章课目攻关概况 (30 第七章使用说明书 (31 第一节洪水预报 (31 第二节调洪演算 (33 第三节其他计算 (33
附件课题研发小组成员....................................................................... 错误!未定义书签。 第一章概述 控制和预见洪水,让洪水变为一种资源,实现科学预见、动态管理、合理利用,是本课题的研究对象。 科学控制洪水,真正能够对洪水运用自如,其首要问题是准确解析、及时预报,掌握洪水动态。但目前实际应用中,对水库防洪兴利控制运用,还仅限于依靠库水位的变化,结合下游河道的承受能力,试探性的调节洪水,这种洪水调整模式,具有较大的盲目性,理论面的支撑相对不足。 当前,各水库防汛主体单位,均制定了相应的《水库控制运用案》。如岸堤水库防洪调度图(图1,但这些案的编制和批复仅表现为粗线条和原则性的界定,是在进行大量假定的基础上进行编制的,应用中的可操作性相对欠缺,在实践中仅具有指导意义。 (图1 洪水调度控制案的编制,偏离实际应用,存在的突出问题,主要表现在以下几个面: 1、假定了降雨的空间分配是均匀的,即整个流域降雨分布是均等的。但实际降雨,特别是流域面积稍大的水库,降雨的空间分布几乎不可能是均等。 2、事先拟定了24小时降雨在1日各时段上的雨量分配。但实际降雨在时段上的分配,是个随机的不确定因素。 3、控制运用案的编制,起调水位为汛中限制水位,但实际降雨前的库水位,却几乎不可能恰巧是汛中限制水位。 4、所有闸门同开度启用,与实际控制运用也不相符。
用中国洪水预报系统率定丰良河洪水参数 摘要：利用水利部“948”项目“交互式洪水预报系统”（也称“中国洪水预报系统”）平台，使用三水源新安江模型，对丰良河的棠荆水文站小流域洪水进行参数率定，并对率定结果进行分析，确定适合该小流域洪水特征的参数，增加模型洪水计算的拟合度。得到较好的洪水预报方案。 关键词：小流域，中国洪水预报系统，丰良河，棠荆，参数 引言 应用新安江三水源模型对洪水预报方案进行参数率定，是目前使用较多的一种洪水预报方案制作方法。但对小流域的洪水预报方案往往结果不太理想。主要原因是小流域洪水特征是陡涨陡落，汇流时间快，预见期短，而且一般小流域水文站点稀少，雨量站点也相对不足，从而导致小流域的洪水预报能力相对薄弱。笔者使用“948”项目的“中国洪水预报系统”软件，率定丰良河棠荆站的洪水预报方案，并对率定的参数进行分析、修改和评价。 丰良河是韩江一级支流，发源于兴宁市铁牛牯，于青溪流入丰顺境内，于黄金望楼汇白溪，于高园汇龙溪，流经广洋，在站口汇入韩江。流域集水面积899km2，河长75km，平均坡降0.286％。流域内的白溪和龙溪两条支流的集水面积超过100km2，流域内水力资源丰富，理论蕴藏量4.96万kw。在下游广洋、站口河段两岸，土地低洼、加上受韩江顶托影响，常遭洪涝灾害威胁。建国后经裁弯取顺，在黄金万亩洪泛区兴建了防洪治涝工程，大大改善了农业生产和人们生活条件。 棠荆站地处丰良河中段，位于丰顺县丰良镇，东经116°12′48″，北纬23°58′18″（该站位置见图1）。集水面积267km2，河流全长75km，源头至棠荆站测验断面长33km。是韩江中下游产汇流分析研究的代表站，用于研究粤东莲花山以南高山降水和丰良河各水文要素的特征关系，为二类精度水文站。 图1 棠荆站在流域中的位置示意图 丰良河源头至棠荆站测验断面的汇流时间约4小时，棠荆站至丰良河出口传播时间约6
模糊系统和人工神经网络在洪水预报中的应用 摘要 这篇研究呈现了人工神经网络（人工神经网络）和模糊逻辑（FL）模型对于日常水库入库径流预测的发展。此外，线性回归（LR）模型也被开发为一个传统的洪水预报方法。为了证明人工神经网络和FL模型的适用性和能力，位于伊朗西南部的Dezreservoir水库被作为一个案例研究。结果证明ANNs模型能够提前一天预测水库入库径流，尤其是这种预测模式要比FL模型和LR模型要准确。研究发现人工神经网络模型预测洪水预报提前1天以上精度降低，同等条件下FL模型和LR模型提前4天而得到的结果与从佛罗里达州得到的相应测量值要比较精确。这项研究的一个主要发现是：模糊逻辑模型通常低估了洪水，而其他两种模型预测洪水流量比较好。水位曲线的峰值,对于洪水防害是非常重要的，ANNs模型和LR模型对于短周期(为期一天前)的预测要比较好,对于长时间(如为期3天的洪水流量之前)的预测ANNs模型,LR 模型和FL模型的误差分别在3%、4.5%和26%，事实证明LR和FL模型略优于人工神经网络模型。 关键词:洪水预报;水库流入;模糊逻辑;人工神经网络;洪水;
1 引言 洪水预报是是水库管理系统最重要的任务之一。经济损失的大小取决于对洪水管理认识的重要性，一个高效的洪水警报系统不仅可以减轻洪水泛滥对于经济造成的损害，同时可以大大提高公共安全,。洪水预报无疑是一个具有挑战性的领域,是一个推动时代产生巨大文学性发展的领域((Xiong et al,2001;Gopalcuinar and James, 2002; Chau , 2005; Tayfur and Singh， 2006);特别是降雨径流关系已被公认为是非线性的。虽然概念模型允许深刻理解其水文过程,但是在分水岭的研究中它的校准需要收集大量的物理属性 (例如,地形特征和河流网络、降雨和径流)，可能是昂贵的和非常耗时。由于先进的物理模型需求庞大的数据和相关模型的校准很长的计算时间，所以先进的物理模型进行实时预测可能不是很理想。由于洪水预警系统的目的不是提供一个明确认识的降雨径流过程中，主要关注的是在适当的地点做出准确和及时的预测，一个简单的黑盒模型，然后识别输入和输出之间的直接映射的首选（Corani 和Guariso，2004年）。此外，固有的输入和输出变量之间的非线性关系复杂流预测事件的尝试。因此，有必要改进预报技术。 近年来，许多非线性的分析方法，如人工神经网络，模糊逻辑，遗传算法的方法已被用于在解决洪水预报问题。在过去的几十年里，人工神经网络（ANN）已越来越多地应用于水文预报（迈尔和Dandy，2000年），此外，他们的计算仿真和预测的速度非常适用在系统实时操作.Dawson和Wilby（1998）讨论应用人工神经网络在洪水易发小流域在英国，使用每小时水文数据流预测。 Liong（2000）在孟加拉国的河流水位预测的人工神经网络实现，以获得较高的准确度。Ni and Xue（2003）建立了一个人工神经网络模型基于径向基函数（RBF）在安全圩田，中国长江洪水风险等级。Bhattacharya和Solomatine（2005年）建人工神经网络的和MS模型树与水位 - 流量关系模型在印度河上的巴吉拉蒂。艾哈迈德·西蒙诺维奇（2005年）在休闲气象参数的基础上，在加拿大马尼托巴省应用人工神经网络预测人流高峰，红河径流历的时间和形状。Canada. Chau（2006）采用了粒子群优化模型训练的人工神经网络模型来预测在香港城门河的上游水文站的水位。Tareghian和Kashefipour（2006）开发了一个人工神经网络模型预测Karoon河在伊朗、Dawson等的日径流。 Dawson （2006）利用人工神经网络预测T-年一遇洪水事件和索引洪水在英国各地的850集水区。Wu and Chau（2006）采用一种基于遗传算
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
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。
招标需求 一、采购项目：舟山小流域洪水预报系统采购项目 1．本项目建设内容为舟山小流域洪水预报系统采购项目。 2．中标人应与采购方就此项目签订合同。 3．采购方有权在签订合同时对产品数量和工程量作适当增加或减少，相应总费用随单价调整。 二、技术要求： 1 建设范围 “十三五”时期是舟山高水平全面建成小康社会、实现新区跨越式发展的决胜阶段，也是水利稳步迈向现代化进程的攻坚期。市域内绝大部分城镇、人口、产业等要素集聚在沿海平原、地势低平区域，背山面海，上承山洪倾泄、下受潮汐顶托，排涝条件先天不足，易受台风暴雨侵袭，“台风涝水”灾害较为突出。 为提前掌握实时水雨情信息和未来洪水情况，本次对白泉流域、临城流域、勾山河流域、石牛江河流域共4条流域补充建设水雨情采集系统和洪水预报预警系统，实现上述4条流域水雨情动态监测和重要断面水位自动预报，为洪水分析提供重要的技术支持，从而减少山洪灾害损失，尽可能最大限度保障人民生命财产安全。 2 建设依据 1《关于全面推进水利工程标准化管理的意见》 2《浙江省水利工程标准化管理信息化建设总体建设方案》 3《浙江省水利信息化建设“十三五”规划》 4 《水文情报预报规范》（SL250-2000） 5 《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2003） 3 建设内容 本次建设主要内容分为水雨情信息采集系统、视频监控系统、洪水预报预警系统建设三大部分。 3.1 水雨情信息采集系统建设 1 站点布设 本次在白泉流域、临城流域、勾山河流域和石牛江流域4个流域内各建设1处自动水位雨量采集站。具体位置如下表1。 表1 水位雨量采集站
2 功能与实现 水雨情采集系统主要用来采集水位、雨量数据，通过终端机处理后经GPRS网络将实时水位数据发送至调度指挥中心，保存到调度中心数据库中，供应用软件系统调用。 系统主要功能有： 1）自动监测：定时自动采集传感器实时数据（采集周期可调）； 2）定时发送：每小时向上级发送一次数据（发送周期可调）； 3）远程下载：在通信故障恢复，可根据中心要求，远程下载；补发信息。 3 系统组成 水雨情采集系统由水位传感器、雨量传感器、终端机、通讯设备、供电设备组成。 水位自动监测站以遥测终端为核心，配置水位传感器、通信终端、电源系统，通信数据传输采用GPRS为主和GSM两种方式，实现水位信息的自动采集和自动传输。水位自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电，太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。 自动监测站采用自报式、查询—应答式相结合的遥测方式和定时自报、事件加报和召测兼容的工作体制。自动监测站发送水雨情信息到调度中心云平台实现水雨情信息互联互通，水位信息采集应在1分钟内完成。 （1）雷达水位计 雷达水位计是一种采用微波技术的物位探测仪器，主要适用于探测江河、湖泊、潮汐等自然水域的水位，也可以用于大中小型水库、蓄水池、污水池（渠）等露天水渠的水位探测，该产品作为一种探测终端，可有效的辅助监控水位的变化状态，为监控单位提供准确的水位信息。 产品采用脉冲雷达探测方式，可全天候稳定工作，探测结果准确可靠，非接触式的探测方式使之应用领域更为广泛，甚至可用于有污染物或沉淀物的复杂水环境。 （2）雨量传感器 本项目采用的雨量传感器型号为翻斗式雨量计。此仪器为降水量测量一次仪表，其性能应符合国家标准GB/T11832-2002《翻斗式雨量计》要求。雨量传感器由承雨器部件和计量部件等组成，采用0.5mm翻斗式。 （3）终端机 遥测终端机是遥测站的核心设备，终端机使用GPRS信道作为主信道，同时支持有线
附件2 论文中英文摘要 作者姓名：吴志勇 论文题目：定量降雨与实时洪水预报研究 作者简介：吴志勇，男，1979年01月出生，2003年09月师从于河海大学陆桂华教授，于2008年06月获博士学位。 中文摘要 基于实测降雨的传统洪水预报方法，预见期较短，难以完全满足防汛调度、洪水资源化应用等洪水管理的要求。预见期短已成为水文预报发挥更大效益的主要障碍。从研究与实践均表明，预见期的延长必须依赖有足够精度的定量降雨预报。本文以增长洪水预报预见期为主要目标，重点研究了引入降雨预见期的实时洪水预报技术，突出数值天气预报模式、陆面过程模型以及基于网格的流域汇流模型和实时洪水预报系统等方面问题的解决。 较长预见期的降雨预报必须基于全球数值天气预报模式。目前全球数值天气预报模式模拟范围覆盖全球，由于计算条件的限制，模式的网格往往较大，水平网格为25~100 km。相对于数值天气预报模式，流域洪水预报要求较小尺度下进行，如分布式水文模型采用的网格为0.01~1 km。因此，将大气数值模式和水文模型耦合进行洪水预报时，需解决它们之间的尺度问题。本文采用MC2模式（Mesoscale Compressible Community Model）作为动力尺度降解工具，进行了具有预见期长达96 h，空间分辨率达20 km和5 km的降雨预报研究。分析了预报区域范围大小、时空分辨率和物理过程参数化方案等关键要素的确定和协调问题，提出了考虑水汽源地影响的区域数值天气预报模式构建方法，建立了MC2多层自嵌套方案。选取了淮河流域1998年、2003年以及2005~2007年汛期资料对降雨预报进行了后预报和实时预报检验，结果表明，本文建立的MC2模式对淮河流域暴雨具有很好的预报能力，特别是对梅雨期强降雨预报，无论其雨带分布和结构，还是暴雨中心位置及强度，均能获得较高的预报精度。 陆面是陆气系统的重要组成部分，它控制着地表能量在感热和潜热间的分配，以及地表水分在蒸发和径流之间的分配，对全球和区域天气、气候有重要影响作用。本文引入CLASS （Canadian Land Surface Scheme）模型作为陆面过程模型与MC2模式耦合。原CLASS模型具有很强的模拟能量通量能力，但缺乏模拟重要的壤中流产流的机制。为此，本文提出了对CLASS的产流模块的改进方案。改进方案采用田间持水量阈值来实现壤中流的产生，引入了空间分布函数来表示土壤田间持水量在次网格内的变化。选用了1998和1999年淮河流域能量与水分循环试验（HUBEX）的观测资料，对改进前后的CLASS模型进行了点尺度和流域
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)
中小流域洪水预报预警体系分析 发表时间：2016-03-25T10:25:24.277Z 来源：《基层建设》2015年20期供稿作者：黎光明 [导读] 四川省内江水文水资源勘测局四川省内江市 641000 旨在利用先进的科学技术手段，加强洪水的预防，从而最大限度减少自然灾害所造成的损失，有利于当地的可持续发展。 黎光明 四川省内江水文水资源勘测局四川省内江市 641000 摘要：洪涝灾害一直是困扰中小河流域地区居民的自然灾害，一旦洪涝灾害发生，会造成当地经济的大量损失，制约当地的可持续发展，对人们的生产和生活也带来极为不利影响。中小流域洪水本身具有历时较短、难预防、难控制等特点，因此，加强洪水的预报预警就显得尤为重要。中小流域洪水预报预警体系能够为洪水预警提供有力的技术支持，从而减少洪水带来的灾害，有利于当地的可持续发展。本文对中小流域洪水预报预警体系进行浅要的分析，希望能为同行提供一点参考。 关键词：中小流域；洪水；预报预警；体系；分析 近年来，随着我国经济的发展，生态环境破坏现象越来越严重。中小流域地区本身受当地气候条件的影响降水频繁，加上人为因素对环境产生的破坏，使当地强降雨现象频频发生，为切实做好中小河流突发性洪水的预报预警工作，加快建设中小河流预报预警体系十分必要。本文以此为目的，对中小流域洪水预报预警体系进行了分析，旨在利用先进的科学技术手段，加强洪水的预防，从而最大限度减少自然灾害所造成的损失，有利于当地的可持续发展。 一、中小流域洪水预报预警模型研究 1.中小流域防洪概述 我国是洪涝灾害发生较为频繁的国家，因而加强水利工程建设、防洪抗灾一一直是国家的重中之重[1]。近年来，对于大江大河治理方面我国已经有了显著成效，然而，中小流域洪水的治理一直没有受到足够的重视，给中小流域防洪带来十分不利影响。概括来说，中小流域地区防洪建设方面主要存在以下几个方面的问题：第一，防洪工程设施建设不足，防洪能力较差。与大流域洪水不同，中小流域地区洪水具有一定的突发性，洪水周期也较短，因而更难预测和控制。第二，居民防洪意识不强，生产建设活动随意侵占河道行洪空间，使河道行洪能力降低。第三，在中小流域整治方面财政资金投入不足，治理水平较低。 2.中小流域洪水预报模型研究 中小流域洪水预报是一项较为复杂的过程，受当地降雨、蒸发量、植被覆盖率等诸多因素的影响，涉及到较多的参数，因而在实际进行洪水预报时，应采用科学的方式方法，以减少数据误差[2]。中小流域洪水本身受重视程度不高，因而很多中小流域缺乏具有代表性的长系列水文数据，针对上述情况，采用区域化方法能够有效进行中小流域水文预报。区域化方法主要是指，利用与目标流域流域特性相似的参考流域水文资料，进行有关的流域洪水产汇流参数计算，并将这些参数移植到目标流域，结合目标流域的降雨等水情监测资料进行洪水的预测预报。降雨量作为水文模型的重要输入值，是洪水预报过程中需要掌握的重要信息。通常来说，应用算数平均法、泰森多边形法及等雨量线法等方法能够对平均降雨量进行测算，从而为洪水预报提供数据依据。 3.中小流域洪水预警模型研究 中小流域预警模型主要包括预警指标、预警淹没范围及预警发布方式。通过加强对预警模型的研究，能够对中小流域洪水信息有效掌握，从而及时进行预警，保障洪灾防治工作顺利开展进行。洪水预警指标主要包括水位、降水量及洪水流量等，通过对上述指标的观测，将实测数据和预警指标相比较，这样就能大体判断出洪水是否将要发生。临界雨量值法是洪水预警中常用的方法，通常来说，降雨量小于临界值我们就可以判断不会产生洪灾，而降雨量大于临界值我们就认为洪水即将来临，应做好相应防范措施。除预警指标外，预警模型还能包括预警淹没范围和预警发布方式。通常来说，可以应用水力学、水文学等方法对洪水淹没范围进行判断。预警信息一旦确定，还应采取科学的方式方法进行发布，从而让当地群众引起注意，发挥洪水预警应有的作用。预警内容应该要力求全面化和具体化，包括洪水预报信息、实时监测信息、水位、降雨量等指标。一旦确定洪水即将来临，应通过电视、广播、电话、网络等途径进行发布，如果遇到紧急情况还可以通过警报器及信号弹的方法进行预警。只有预警系统保持稳定运行，才能使预警信息能够顺利发布，有利于洪灾的防治顺利进行。 二、中小流域洪水预报预警系统设计 1.系统设计总目标 中小流域洪水预报预警系统主要是指利用GIS技术进行可视化开发的系统，该系统基于具有高分辨率的人口分布图、遥感影像及村镇、工厂等各种区位分布图，通过获取降雨等水情相关的数据，实现对洪水的预报预警，中小流域洪水预报预警的技术路线图如下图1所示。
“智慧水利”建设方案介绍 1.智慧水利内涵 “智慧水利”建设是重要的民生工程，也是“智慧城市”的重要组成部分，贯穿于防洪减灾、水资源配置、水环境保护与水管理服务等体系，可概括为“物联感知、互联互通、科学决策、智能管理”。 智慧水利的核心是更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化，具体表现在： ●更全面灵活的水利行业内物与物、物与人、人与人之间的互联互通和相互 感知能力。 ●更高效安全的水利信息处理和资源整合能力。 ●更科学的水利监测、预警、分析、预测和决策能力。 ●更高水平的水利设施远距离控制和智能化执行能力。 ●更协调的水利业务跨部门、多层级、异地点合作能力。 2.总体目标 “智慧水利”的总体建设目标是：依托现代化技术手段，全面建成水利信息基础感知体系，健全保障支撑环境，推动水利综合业务精细化管理，提升科学化决策调度管理水平，最终形成“更透彻的感知、更全面的互联互通、更科学的决策、更高效智能的管理”的智慧水利管理体系，推动“智慧城市”的发展。 .
3.总体框架 4.建设内容 4.1.水利物联感知体系建设 水利物联感知体系是水利综合业务应用的基石，“智慧水利”建设需要在现有信息采集设施基础上，针对采集站点种类，空间密度、时间频度，数据精度等方面进行全面的提升，为水利智慧应用提供基本支撑。同时全面建设闸泵等工程的
远程控制系统，提高工程调度执行的效率，实现工程智能化、精细化调度。 主要监测内容如下： 4.1.1.水文监测体系 包括降雨信息监测、水位信息监测、潮位信息监测、流量信息监测、蒸发监测、土壤墒情监测、地下水监测等 4.1.2.水环境监测体系 主要包括水质信息监测、水土保持监测、排污口监测等 4.1.3.工程运行监控体系 主要包括水库、闸门、泵站远程测控，大坝、堤防、海塘安全监测、取水口监测、视频监控系统等 4.2.基础运行环境建设 4.2.1.云数据中心 云数据中心是智慧水利综合业务信息汇集、存储与管理、交换和服务的中心。数据中心通过有序汇集基础感知信息，形成有用和可用的信息资源，通过提供各类信息服务，深化信息资源的开发利用，实现信息共享、改进工作模式、降低业务成本和提高工作效率的目的。 （1）机房及软硬件设备 建设功能完备、设施先进、符合国家有关标准及规范的现代化中心机房，并配套建设服务器等软硬件设施，保障数据库及应用系统的稳定运行。 （2）水利综合数据库 依托水利行业数据库标准，同时结合区域水利业务特征，构建水利综合业务数据库，实现业务数据的统一存储和管理。 （3）水利信息服务总线 以水利综合数据库为依托，构建水利综合信息服务总线，实现多层次、多方面水利信息的深度交换、汇聚和挖掘，形成水利行业信息枢纽，为智慧化应用提供统一、高效、标准化的数据交换和服务发布平台。 4.2.2.指挥调度中心 指挥调度中心是“智慧水利”综合信息展示、决策指挥调度、视频会商以及日常会议的主要场所。因此需要保证其布局合理、功能健全、配套设施完善，主
附件 洪水预报软件测评方案（试行） 一、总则 1、测评目的 为促进水利科技推广管理工作，服务洪水预报系统建设，水利部科技推广中心、水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心、中国水利学会减灾专业委员会联合组织开展洪水预报软件的测评工作。 2、参评单位 国内已经获得洪水预报软件著作权的单位单独或联名参加。报送的洪水预报软件，必须为报送单位自主研发或联合研发，代理销售的不具备报名资格。 3、测评方式 测评含软件测试和专家评审两部分。 （1）软件测试。由具有中国合格评定国家认可委员会（CNAS）资质的国家级软件检测机构对各参评产品进行软件测试。 （2）专家评审。参评单位对参评产品进行应用功能演示，由专家组现场评审。 4、评分办法 软件测评结果以分值表示，100 分为满分，其中软件测试部分占
70%，专家评审部分占30%。总分≥85分的为“优良”产品；85分＞总分≥60分的为“合格”产品；总分≤60分为“需改进”产品。 二、软件测试大纲 1、测试依据 ?GB/T 25000.51-2010 《软件工程软件产品质量要求与评价（SQuaRE）商业现货（COTS）软件产品的质量要求和测试细 则》； ?SL323-2011《实时雨水情数据库表结构及标识符标准》； ?GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》。 2、测试准备 （1）测试环境 软件测试地点设在检测机构，检测机构按照《软件工程软件产品质量要求与评价（SQuaRE）商业现货（COTS）软件产品的质量要求和测试细则》中的设备配置，统一准备测试环境，参评单位负责在统一的测试环境上安置应用软件。 参评单位应在规定的时间进行系统安置工作（时间最长为一个工作日），并签署相关测试委托书。 （2）测试文档 在系统测试开始前，参评单位向检测机构提供用户手册或操作手册等系统相关文档。
中小河流洪水预报系统 洪水预报子系统是中小河流洪水预报预警系统的重要组成部门。该系统要以其它系统提供的各类信息为基础，进行洪水预测、预报和分析计算，快速、准确的为防汛抗旱部门提供调度决策的科学依据。 1 功能 系统以实时雨水情数据库、历史洪水数据库、地理空间数据库、气象数据库等信息资源为基础，依托计算机网络环境，遵循统一的技术架构，具有系统管理、预报模型管理、预报方案管理、模型参数率定、实时交互式预报及自动预报、预报评估等功能。作业预报是整个系统的最主要的组成部分，其中自动预报功能和自动校正技术是中小河流山洪预警预报的必须具备的两个功能，因为中小河流洪水具有来势迅猛，突发性强，成灾快的特点，人工预报一般很难进行有效控制，同时自动校正技术使得自动预报避免计算机的累积误差达到人工交互式作业预报的优点。开发出适用于中小河流的洪水预报子系统，为中小河流的防洪、抗旱、会商提供依据，并且实现已有洪水预报和中小河流洪水预报的整合。 洪水预报子系统主要包括：系统管理、预报模型及预报方案管理、模型参数率定、实时预报及自动预报、模拟计算及历史数据验证等功能。
该系统一般情况下由省级中心和地市级分中心的专业人员操作执行，同时也可采取自动预报的方式执行。 2 框架 在省中心及各地市级中心采取胖客户端的方式建设部署洪水预报子系统。 图11-1 洪水预报子系统部署架构图 洪水预报子系统各项功能之间通过实时水情数据库和预报专用数据库实现数据的交换。预报软件平台洪水预报业务流程如图所示：
图11-2洪水预报子系统作业流程图 3技术实现 图11-3 洪水预报子系统功能示意图 1、定制预报方案，建立模型组合和流程关系等。对于同一预报断面可以有多种预报方案。 以水文站为控制划分预报区域。每个预报断面还可划分为若干个
长江实时洪水预报系统 黄艳 长江水利委员会水文局
摘要长江水利委员会1951年成立以来，长江实时洪水预报系统不断得到发展。系统采 取气象模型（提供定量降雨预报）与水文、水力模型相结合的方法，并结合预报员经验分析，为长江上主要站点提供实时洪水预报。采用的模型包括气象模型MM5，水文模型有新安江模型，API模型，水力模型有马斯京根方法，统计学模型如相关关系法和“大湖演算法”以及MIKE11模型。 本文介绍了长江水利委员会水文局实施的洪水预报系统的框架和概要。简述了使用模型的原理，预报范围与流程，并给出了一些预报结果。文章最后讨论了目前需要给予特别关注的重要问题。 关键字实时洪水预报，长江，定量降雨预报 1 引言 长江洪水历来带来巨大破坏。1877年以来，至少有25次洪水超过了河道泄洪能力。1998年洪水是最近发生的一次大洪水事件。由于流域范围的大洪水会影响了成千上万人民的生命与财产安全，所以，对洪水预报的精度，时效性都提出了非常高的要求。另外，随着社会经济的不断发展，对防洪的要求也在不断提高。同时，由于人类活动的加剧，使得洪水预报变得更为复杂。为了促进流域洪水管理，长江委水文局通过不断努力，逐步建立了一套实时洪水预报系统。 经过几十年的不断发展，目前使用的洪水预报系统是1990年代中期开发的。系统包括1400多个水位雨量测站，其中118个中央报汛站实现自动报汛。系统应用了多个水文水力学模型。本文简要描述了当前业务实时洪水预报系统使用的方法及其使用效果，并讨论了即将面临的挑战。 2 长江实时洪水预报系统 2.1 概述 长江流域位于中国中部，面积108万平方公里，河流干支流全长6300余公里。从青藏高原长江源头至宜昌为上游，集水面积100平方公里，从宜昌至武汉为中游，集水面积68万平方公里，从武汉至河口上海市为下游，集水面积12万平方公里。针对不同区域，目前的洪水预报系统预报方法各不相同，详细见图1。
洪水预报 来源：作者：发布日期：2011-04-07 洪水主要是指由暴雨引起江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象，洪水特征一般用洪峰流量、洪峰水位和洪水过程线来描述。当流域发生暴雨时，在流域各处所形成的地面径流，都依其远近先后汇集于河道的出口断面处，当近处的地面径流到达该出口断面时，河水流量开始增加，水位相应上涨，这就是洪水起涨之时；随着流域远处的地表径流陆续流入河道，使流量和水位继续增涨，大部分高强度的地表径流汇集到出口断面时，河水流量增至最大值称为洪峰流量，其最高水位，称为洪峰水位。洪水流量由起涨到达洪峰流量以后逐渐下降，到暴雨停止以后的一定时间，河网中的水量均已流经出口断面时，河水流量及水位回落到接近于原来状态。即为洪水落尽之时。如在方格纸上以时间为横坐标，以江河的流量或水位为纵坐标，可以绘出洪水从起涨至峰顶到落尽的整个过程曲线，称为洪水过程线。一次降雨产生的径流量，称为一次洪水总量，可由一次洪水流量过程线与横坐标所包围的面积求得。一次洪水过程所经历的时间称为洪水总历时。 根据洪水形成和运动的规律，利用过去和实时水文气象资料，对未来一定时间内的洪水情况的预测，称洪水预报。这是水文预报中最重要的内容。洪水预报包括河道洪水预报、流域洪水预报、水库洪水预报等。主要预报项目有最高洪峰水位（或流量）、洪峰出现时间。洪水涨落过程、洪水总量等。 河道洪水预报，即预报沿防汛河段的各指定断面处的洪水位和洪水流量。天然河道中的洪水，以洪水波形态沿河道自上游向下游运动，各项洪水要素（洪水位、洪水流量等）先在河道上游断面出现，然后依次在下游各断面出现。因此，可利用河道中洪水波运动的规律，由上游断面的洪水位和洪水流量，来预报下游断面的洪水位和洪水流量。根据对洪水波运动的不同研究方法，可得出河道洪水预报的各种方法。常用的有相应水位（或相应流量）法和流量演算法。 流域洪水预报是根据径流形成的基本原理，直接从实时降雨预报流域出口断面的洪水总量和洪水过程。前者称径流量预报（亦称产流预报），后者称径流过程预报（亦称汇流预报）。流域洪水预报的预见期比河段预报要长些。在一些地区，没有发布河段预报的条件（如一条河上没有上、下游水情站）或预见期太短时，为满足防洪要求，宜采用流域洪水预报的方法。 流域洪水预报方法常用的有实用预报方案和流域水文模型。实用预报方案即用实测的雨洪资料建立起降雨径流经验相关图和由实测洪水过程线分析出来的经验单位过程线，对降水所形成的径流量及洪水过程进行预报。流域水文模型是从系统的角度来模拟降雨径流关系。以流域为系统，降雨过程作为系统的输入，经过系统的作用，流域出口流量过程作为系统的输出。因此，建立降雨径流模型，首先要建立模型的结构，并以数学方式表达，其次要用实测降雨径流资料来率定及调试模型参数。随着人们对流域上产、汇流过程认识的深入和计算机的发展，产生了大量的流域水文模型，较多的是用于水文预报方面，目前我国有代表性的是新安江模型（新安江模型是流域水文模型）。 水库洪水预报主要包括入库洪水预报、水库最高水位和最大出库流量及其出现时间的预报。由于水库大小不同、条件各异，运用方式各有特点，因此水库洪水预报方法和要求也不尽相同。这里不一一叙述了。