第7章 水文预报

水文预报主要知识点总结水文预报的主要知识点包括以下几个方面：1. 水文资料的获取和处理水文资料是水文预报的基础，包括雨量、水位、流量、蒸发、降雪、土壤含水量等观测数据，以及地形、土壤、植被、地下水、地表水等空间数据。

水文资料的获取依靠气象、水文观测站、遥感技术和地理信息系统等手段，数据的处理和分析则需要运用数理统计、计算机模拟、数据挖掘等方法。

2. 气象因素与水文变化的关系气象因素对水文过程有着显著影响，主要包括降水、蒸发、降雪等。

降水是引起洪涝灾害的主要原因，而蒸发则是水体的主要损失途径，降雪则是冬季水资源的重要来源。

通过对气象因素与水文变化的关系进行研究，可以发现其规律性，从而提高水文预报的准确性和可靠性。

3. 水文模型的建立与应用水文模型是描述水文过程的数学模型，包括水文循环模型、径流模型、地下水模型、土壤水模型等。

通过建立水文模型，在预报时段内对水文过程进行模拟和预测，可以为水文预报提供科学依据和数值计算支持。

4. 预报技术与方法水文预报的技术和方法主要包括统计预报、物理模型预报、时间序列预报、模糊预测、灰色预测、人工神经网络等。

其中，统计预报是基于历史观测数据的分布特征和规律性来进行预测，而物理模型预报则是借助数学方程描述水文过程，通过计算机模拟来进行预测。

不同的预报技术和方法适用于不同的预报对象和目标，需要根据实际情况进行选择和应用。

5. 水文预报的评估与调整水文预报的准确性和可靠性是其重要评价指标，需要通过对观测数据和实际情况的对比，对预报结果进行评估和调整。

评估方法包括统计检验、误差分析、敏感性分析等，通过评估和调整，可以不断提高水文预报的准确性和可靠性。

水文预报是气象水文科学的重要内容之一，对于社会经济的可持续发展具有重要意义。

通过加强水文预报的研究和实践，提高水文预报的科学性、准确性和可靠性，可以为我国的水资源管理、防洪减灾、农业灌溉、城市供水等领域提供有力支撑。

同时，水文预报的发展也需要不断创新和完善，加强国际交流与合作，借鉴和吸收国际先进经验和技术，推动水文预报事业的发展和进步。

水文预报的基本概念
水文预报是指通过对水资源的动态变化进行观测和分析，以便根据预测结果提前做好应对措施的一种预测方法。

它是对水文过程进行系统研究和模拟，以便预测水文变量未来的变化趋势、幅度和时间。

水文预报的基本概念包括以下几个方面。

首先，水文预报是建立在水文观测数据基础上的。

通过对水文过程的连续观测，可以获取水位、流量、降水量等相关数据，为水文预报提供数据基础。

这些数据对于识别水文过程的规律以及预测未来的变化趋势至关重要。

其次，水文预报是建立在水文模型基础上的。

水文模型是对水文过程进行数学建模和仿真的工具，通过模拟水文系统的各种过程和变量之间的相互作用，可以预测未来的水文变化。

常用的水文模型包括物理模型、统计模型和数据驱动模型等。

此外，水文预报还涉及到预报方法的选择和应用。

根据具体的预测目标和数据条件，可以选择不同的预报方法进行预测。

常用的预报方法包括统计方法、时间序列分析方法和人工神经网络方法等。

预报结果需要经过验证和评估，确保其准确性和可靠性。

水文预报的应用范围广泛，包括水文灾害预报、水资源调度预报、
水环境保护预报等。

通过水文预报，可以及时预警和预测水文事件的发生，为决策者提供科学依据，有针对性地采取措施，减轻水文灾害的影响，优化水资源配置，保护水环境。

总的来说，水文预报是一种基于水文观测数据和水文模型的预测方法，通过分析和预测水文过程的变化，提前做好应对措施，以保障水资源的安全利用和水环境的保护。

它在水文领域中具有重要的研究和应用价值。

水文预报教学大纲01．教学单位名称：环境与资源学院02．课程代码：64201203．课程名称：水文预报04．课程英文名称：Hydrologic Forecasting05．课程类别：专业教育课06．课程性质：必修/选修07．课程学时：48学时，其中包含实验24学时08．课程学分：309．授课对象：水文与水资源工程/地下水科学与工程10．开课学期：7学期（秋季）11．选用教材：包为民主编：《水文预报》，中国水利水电出版社，2009年，第四版12. 主要参考书：林三益主编：《水文预报》，水利电力出版社，2001年11月，第二版13. 大纲执笔人：14. 课程中文简介：水文预报作为对未来水文情况做出科学预测的理论与方法，是水文学为经济和社会服务的重要技术，也是目前我国开展防洪、抗旱、防潮等减灾工作的重要非工程性措施。

本课程较系统地介绍了水文预报的基本原理、基本方法和实践经验，主要内容包括河道洪水预报，蒸散发计算，降雨产流量预报，流域汇流预报，降雨径流流域模型，枯季径流预报与旱情分析等。

15. 课程英文简介：Hydrologic Forecast describes the theories and methods for the prediction of hydrologic conditions. It also provides predictive measures of flood and drought. This course introduces the methods of flood forecasting, evapotranspiration quantification, runoff and confluence calculation, and rainfall-runoff modeling in the catchment. 16. 课程包含的教学任务、教学要求和教学目的教学任务：本课程着重讲述水文预报的基本原理与方法，使学生掌握编制河道洪水预报、产汇流预报方案的一般方法和步骤。

水文预报方案1. 概述水文预报是通过对水文要素的监测、数据分析和模型预测，提前预判水文情况的一种方法。

水文预报在水资源管理、防洪抗旱、生态环境保护等领域具有重要意义。

本文将讨论水文预报的方案，包括数据采集与处理、模型建立与优化以及预报结果的可视化与评估。

2. 数据采集与处理2.1 数据采集水文预报的第一步是收集水文要素的监测数据，包括降水量、径流量、地下水位等。

可以利用现有的气象站、水文测站和地下水测井等设备进行数据采集。

确保数据采集设备的准确性、稳定性和实时性是数据采集的关键。

2.2 数据处理采集到的原始数据可能存在缺失值、异常值和噪声。

因此，在进入模型建立之前，需要对数据进行处理。

常见的数据处理方法有：填补缺失值，剔除异常值，平滑噪声等。

可以使用统计学方法和时间序列分析方法来处理数据。

3. 模型建立与优化3.1 模型选择根据水文预报的特点，可以选择不同类型的预报模型。

常用的模型有统计模型、物理模型和数据驱动模型。

统计模型基于历史数据的统计规律进行预报；物理模型基于对水文过程的深入认识和建模进行预报；数据驱动模型则通过机器学习的方法从历史数据中学习得到预报模型。

3.2 模型建立根据选定的模型类型，建立对应的数学模型。

例如，使用统计模型时可以利用回归分析建立线性或非线性回归模型；使用物理模型时可以建立流域水文模型，包括表示水文过程的连续方程和初始条件等；使用数据驱动模型时可以采用神经网络、支持向量机等机器学习方法。

3.3 模型优化经过初步建模后，需要对模型进行优化和验证。

可以利用交叉验证、模型比较和参数调整等方法对模型进行优化，以提高预测精度和鲁棒性。

4. 预报结果的可视化与评估4.1 结果可视化对于水文预报的结果，可以通过图表的形式进行可视化展示。

常见的可视化方法有折线图、柱状图、散点图等。

可以将预报结果与观测数据进行比较，以评估预报的准确性和可靠性。

4.2 结果评估为了评估水文预报的准确性和可靠性，可以采用不同的评估指标，例如均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）和相关系数等。

第一章单元测试1、单选题：水文预报是根据已知的信息对未来一定时期内的水文状态作出（）的预测。

选项：A:定量B:定性C:定性或定量D:半定量答案: 【定性或定量】2、单选题：水文预报可以利用水文现象的（）来开展。

选项：A:确定性规律和统计规律B:相似性规律C:统计规律D:确定性规律答案: 【确定性规律和统计规律】3、多选题：预见期的长短随( )的不同而异。

选项：A:技术水平B:预报项目C:预报人员D:预报条件答案: 【技术水平;预报项目;预报条件】4、多选题：水文预报的方法有( )。

选项：A:水文模型方法B:统计预报方法C:半经验方法D:经验方法答案: 【水文模型方法;统计预报方法;半经验方法;经验方法】5、多选题：水文预报研究思路与方法包括( )。

选项：A:相似性研究B:模拟实验研究C:概化研究D:分解研究E:规律描述方法的物理化研究答案: 【相似性研究;模拟实验研究;概化研究;分解研究;规律描述方法的物理化研究】6、判断题：水文预报预见期增长，影响因素增多，偶然性加大，使得预报精度降低。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】7、判断题：洪水预报是防洪的非工程措施之一。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】8、判断题：水文预报方法研究以统计描述方法研究为核心。

（）选项：A:对B:错答案: 【错】9、判断题：水文预报中应用最广泛的是对枯水和旱情的分析预报。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】10、判断题：水文预报工作程序分两步：制作预报方案、进行作业预报。

（）选项：B:错答案: 【对】第二章单元测试1、单选题：运动路径短，汇集速度快，受流域调蓄作用小，流量过程线陡涨陡落的径流是（）。

选项：A:地面径流B:总径流C:地下径流D:壤中流答案: 【地面径流】2、单选题：蓄满产流和超渗产流最本质的差别是（）。

选项：A:降雨强度对产流影响的大小B:地下径流产生比例的大小C:流量过程线不对称系数的大小D:土壤缺水量的大小答案: 【地下径流产生比例的大小】3、单选题：天然流域的蒸散发中最主要的是（）。

《水文学原理及应用》水文预报水文预报：7.1 概述z z z水文预报的分类a) 径流预报水位流量，z洪水预报：z枯水预报：b) 沙情预报：c) 冰情预报：d) 水质预报：预报的预见期：按预见期长短可分为：a)短期预报：b)中长期预报：a）上下游相关法：建立b）水文模型法：建立7.2 短期洪水预报7.2.1 河道洪水预报a) 河道中的洪水预报：b) 流域降雨径流预报：洪水波的定义：zz波后波前i 0i ’i 波长A 1C 1河道中洪水波运动D 2B 2h 2A 2C 2波体波高B 1D 1h 1波峰河道非恒定流基本方程∂t∂x扩散波q：侧向入流河道中洪水预报的常用方法：1）上下游相关法2）水文模型法2. 相应水位/流量法zz相应水位（流量）的概念：相应水位相应流量水位(m)Z 上,t1Z 上,t2ab上游站下游站Z 下,t1+ τ1Z 下,t2+ τ2b ’a ’下游站水位变化过程线同位相水位示意图上游站水位变化过程线τ1tτ2Z t1 , Z t2Z t1+ τ1, Z t2+ τ2¾。

在相应水位(流量)法预报中，要解决二个问题：a.建立Z上, t~ Z下, t+τ的相关关系；b.确定相应的传播时间τ。

¾洪峰流量水位)Z (f )Z (f Z t t t ，，，上上下21==+ττ上游站洪峰水位(m)下游站洪峰水位(m)传播时间(hr)¾21.4m 07/16/7:008hr 18.4m07/16/15:00¾其影响因素有：XYZ以下游站同时水位为参数的相应水位关系图Z 上,t(m)5657585956575859Z 下,t Z 下,t τ(hr)Z 下,t+τ¾3、合成流量法zz式中，：下游断面t时刻的洪峰流量;：上游干支流各站在时刻的洪峰流量之和；：洪水从上游干支流各站断面到下断面各自的传播时间；n：上游干支流各测站的总数目Q3τ3Q1Q 2τ1τ2QQQ 1+Q 2+Q 3下游断面洪峰流量上游三站合成洪峰流量Q 1、Q 2、Q 3：均为上游各站的实测流量；Q ：下游站预报的流量；∑=−=ni t ,i t )Q (f Q i 1τ上下，预报期的选择：取决于上游各站的最短的传播时间，由于上游干流的流量最大，故常以干流的转播时间作为预见期。

水文预报教学设计一、教学目标1.掌握水文预报的基本概念和原理；2.熟悉水文预报的流程和方法；3.理解水文预报在防洪减灾中的作用；4.能够灵活运用水文预报技术进行实际操作。

二、教学内容1. 水文预报的基本概念和原理1.1 水文预报定义1.2 水文预报的基本原理1.3 水文预报的分类及特点2. 水文预报的流程和方法2.1 数据采集与处理2.2 大坝坝前预报2.3 主坝坝后预报2.4 超前预报2.5 定量预报3. 水文预报在防洪减灾中的作用3.1 洪水预警预报3.2 洪水保护预报3.3 水文预报在防洪中的应用4. 水文预报技术的实际操作4.1 软件的操作方法4.2 数据处理方法4.3 编制预报报表三、教学方式本次教学采用讲授、案例分析、实践操作相结合的方式进行。

四、教学方法1. 讲授讲授主要通过课件、PPT等经典的教学方式进行，针对每个教学内容提供详细且系统的介绍和分析，帮助学生掌握水文预报的基本概念、原理及流程、方法和应用等内容。

2. 案例分析通过真实的案例，让学生更加深入地了解水文预报的应用价值及实践过程，帮助学生在学术理论知识上，更加贴近实践。

3. 实践操作通过实验室等方式，让学生实际操作水文预报技术，理解技术的实际操作方法及完全体验技术的精髓之处，帮助学生提高相关技能，为懂得掌握水文预报技术打下坚实的实践基础。

五、教学质量评估针对本次教学，采用多种评估方式，其中包括：课堂答问、实验操作等，提高教学质量和效果。

六、教学时间本次教学时间为两天，每天共18学时，以坚果2名为主。

七、教学材料本次教学提供相关的教材、PPT、计算机备课等材料，以帮助学生更好地掌握相关知识和技能，达到教学目标。