水文预报1-河段洪水预报

1、水水 文文 预预 报报 第一章第一章 绪论绪论 1.水文预报水文预报 狭义的水文预报指：根据河流上游出现的水情、狭义的水文预报指：根据河流上游出现的水情、 雨情预报河流下游水情的工作内容。广义的水文预报雨情预报河流下游水情的工作内容。广义的水文预报 指：利用影响未来水文情势的因子预报河流下游或某指：利用影响未来水文情势的因子预报河流下游或某 一区域的水文情势的工作内容。一区域的水文情势的工作内容。 2 .水文预报的分类水文预报的分类 .按预报对象的性质分按预报对象的性质分 洪水预报，洪水预报，枯水预报，枯水预报，旱情预报，旱情预报，融雪融雪 预报，预报，冰情预报，冰情预报，潮汐预报，潮汐预报，

2、水质预报。水质预报。 .按发布预报至预报对象出现的时距分按发布预报至预报对象出现的时距分 短期水文预报，短期水文预报，中、长期水文预报。中、长期水文预报。 .按预报所采用的技术手段分按预报所采用的技术手段分 河段预报，河段预报，降雨径流预报，降雨径流预报，因子预报，因子预报， 统计预报。统计预报。 3.河段预报河段预报 指主要依据河段上游断面出现的水情，预报河指主要依据河段上游断面出现的水情，预报河 段下游断面水情的技术方法段下游断面水情的技术方法。 4.降雨径流预报降雨径流预报 指主要依据指主要依据 流域内出现的流域内出现的 雨情，预报流雨情，预报流 域出口断面水域出口断面水 情的技术方法情

3、的技术方法。 上 下 天然预见期天然预见期 5.因子预报因子预报 指利用影响水情的影响因子值与水情值建立的指利用影响水情的影响因子值与水情值建立的 定量关系用于预报的技术方法。定量关系用于预报的技术方法。 这种方法不研究水情与影响因子之间的物理过程这种方法不研究水情与影响因子之间的物理过程 ，只利用数学方法建立起二者的定量关系用于预报。，只利用数学方法建立起二者的定量关系用于预报。 使用最多的是回归模型，此外投影寻踪、人工神经使用最多的是回归模型，此外投影寻踪、人工神经 网络等模型也有一定应用。网络等模型也有一定应用。 6.统计预报统计预报 利用数理统计方法对径流序列建模，然后依据利用数理统计

4、方法对径流序列建模，然后依据 模型作出有一定概率意义的预报。例如各种时间序模型作出有一定概率意义的预报。例如各种时间序 列模型列模型。 7.预见期预见期 .天然预见期天然预见期 河段预报天然预见期河段预报天然预见期 预报对象（相应流量、水位）自上断面运动至预报对象（相应流量、水位）自上断面运动至 下断面的时间。下断面的时间。 降雨径流预报天然预见期降雨径流预报天然预见期 次雨终止算起至流域出口断面预报对象（流量次雨终止算起至流域出口断面预报对象（流量 ）出现的时间。）出现的时间。 .作业预报预见期作业预报预见期 指发布预报时刻至预报对象出现时刻的时距。指发布预报时刻至预报对象出现时刻的时距。

5、所谓所谓作业预报作业预报是指实际工作中发布预报的工作过是指实际工作中发布预报的工作过 程。程。 8.短期水文预报与中、长期水文预报的划分。短期水文预报与中、长期水文预报的划分。 目前没有严格的划分，通常习惯上把一次洪水过目前没有严格的划分，通常习惯上把一次洪水过 程或洪水过程要素作为预报对象的预报，以及根据河程或洪水过程要素作为预报对象的预报，以及根据河 段或流域枯季退水规律作出的枯季流量预报的预报内段或流域枯季退水规律作出的枯季流量预报的预报内 容称为容称为短期水文预报；短期水文预报；短期水文预报所采用的方法和短期水文预报所采用的方法和 途径一般是河段预报和降雨径流预报途径一般是河段预报和降

6、雨径流预报 。 根据前期水文气象要素，用成因分析与数理统计根据前期水文气象要素，用成因分析与数理统计 的方法，对未来较长时间的水文要素进行科学的预测的方法，对未来较长时间的水文要素进行科学的预测 ，称为，称为中长期水文预报中长期水文预报。视预报的对象与内容的不同。视预报的对象与内容的不同 ，通常把预见期在通常把预见期在3天至天至15天的称为中期预报；天的称为中期预报；15天天 以上一年以内的称为长期预报；一年以上的则称为超以上一年以内的称为长期预报；一年以上的则称为超 长期预报。长期预报。中长期水文预报许多情况下是把旬平均流中长期水文预报许多情况下是把旬平均流 量、月平均流量、年平均流量作为预

7、报对象量、月平均流量、年平均流量作为预报对象 第二章河段洪水预报第二章河段洪水预报 第一节相应水位（流量）法第一节相应水位（流量）法 建立河段上下游断面洪水波同位相点的水位（流建立河段上下游断面洪水波同位相点的水位（流 量）经验关系，依据此关系作出洪水预报的方法。量）经验关系，依据此关系作出洪水预报的方法。 一、相应水位（流量）的基本原理一、相应水位（流量）的基本原理 1.在河段中，影响洪水波运动的因素在河段中，影响洪水波运动的因素 内因：内因： 由于洪水波附加比降的作用，在河段中运动的洪由于洪水波附加比降的作用，在河段中运动的洪 水波会发生坦化（展开）变形和扭曲变形。水波会发生坦化（展开）变

8、形和扭曲变形。 外因：外因： 区间有较大水量加入（区间有较大支流加入或区间有较大水量加入（区间有较大支流加入或 区间面积上发生较大降雨）；河段中断面变化激烈区间面积上发生较大降雨）；河段中断面变化激烈 洪水波变形示意图洪水波变形示意图 （漫滩、峡谷、急湾）；下游洪水顶托等。（漫滩、峡谷、急湾）；下游洪水顶托等。 外因对洪水波运动的影响常常大于内因，因而常外因对洪水波运动的影响常常大于内因，因而常 常成为洪水波运动的控制性因素。常成为洪水波运动的控制性因素。 2.相应流量的传播规律相应流量的传播规律 上、下游相应流量关系式上、下游相应流量关系式 设河段长为设河段长为L，上游站，上游站t时刻的流量

9、为时刻的流量为Q上、上、t，经过经过 传播时间传播时间后，下游站后，下游站+t时刻的流量为时刻的流量为Q下、下、t +， 则则上、下游相应流量关系式为：上、下游相应流量关系式为： Q下、下、t + Q上、上、t - Q + q t + （2-2） q t +为区间入流，分为区间分散入流和区间支流集为区间入流，分为区间分散入流和区间支流集 中入流两种形式。中入流两种形式。 Q是洪水波的展开量，是洪水是洪水波的展开量，是洪水 波附加比降引起的流量增量，它表示波附加比降引起的流量增量，它表示如果没有区间如果没有区间 入流，下游洪峰将小于上游洪峰入流，下游洪峰将小于上游洪峰。但是，。但是，当区间较当区

10、间较 大时，大时， q t +大于大于Q，通常下游洪峰将大于上游洪，通常下游洪峰将大于上游洪 集中入流与分散入流示意图集中入流与分散入流示意图 峰。峰。 当区间入流可以忽略时，（当区间入流可以忽略时，（2-2）式简化为）式简化为 Q下、下、t + Q上、上、t - Q （2-1） 这种情况通常在河段不长，洪水波附加比降起主导这种情况通常在河段不长，洪水波附加比降起主导 作用的山溪河流。作用的山溪河流。 上、下游相应流量传播时间关系式上、下游相应流量传播时间关系式 设洪水波波速为设洪水波波速为C，则，则 = L / C （2-3） 波速与断面平均流速的关系可表示为波速与断面平均流速的关系可表示为

11、 C=V （2-4） 则可得则可得 = L / （V） （2-5） 上式可用于估计河段洪水波的传播时间，上式可用于估计河段洪水波的传播时间，可可 参考表参考表2-1选取。当河段接近棱柱体时，（选取。当河段接近棱柱体时，（2-5）的）的 估计有一定准确度，但是天然河段情况常常十分复估计有一定准确度，但是天然河段情况常常十分复 杂，（杂，（2-5）的估计只能作为参考。）的估计只能作为参考。 3.关于相应水位（流量）基本原理的说明关于相应水位（流量）基本原理的说明 天然河段一般不是棱柱体，洪水波各位相点的波天然河段一般不是棱柱体，洪水波各位相点的波 速也不相同，区间入流有大有小，这些因素导致洪速也不相同，区间入流有大有小，这些因素导致洪 水波运动十分复杂，要寻求河段上下游精确的函数水波运动十分复杂，要寻求河段上下游精确的函数 关系式基本上是不可能的，实际工作中总是依据观关系式基本上是不可能的，实际工作中总是依据观 测到的上下游已经发生的洪水资料建立河段上下游测到的上下游已经发生的洪水资料