实时洪水预报方法综述

实时洪水预报方法综述杨小柳（中国水利水电科学研究院）引言历经半个世纪的发展，见诸文献的实时洪水预报方法多不胜数。本文依据现有方法的特点，将它们划分成不同的流派。这些流派分别在实时洪水预报技术发展的不同时期起到过重要作用，都具有自身的理论和技术特点；在...     

骤发性洪水的水位实时预报

为防止和减缓河道洪水灾害，作出可靠的洪水预报是十分必要的。人们业已提出许多方法并用于联机洪水预报，但大多数方法尚需进一步改进。为此Ｈｉｒａｎｏ等人（１９８６）提出了一个洪水位预报的动力模型。在本研究中，将该模型改进后用于多站系统，并用批处理去改正系统参数的初值。根据非恒定流的连续方程和动量方程用运动波理论求解，并引进单位线以估计坡面旁侧入流。当预报中所取的预见期等于或小于坡面汇流时间时，可不用降雨     

三峡区间入库洪水实时预报系统研究

三峡区间的数字流域水系模型采用基于格网型的数字高程模型坡面流模拟方法和处理"洼地"的最短流程法构建,并以新安江模型为基础建立具有诸多特点的三峡区间流域水文模型;以水动力学理论为基础建立考虑水利工程影响的河川型水库洪水演进模型,并实现这两者的有机耦合。在GIS平台上,将三峡区间流域水文模型、库区洪水演进模型和流域水系生成模型在底层集成,研制了功能先进和完善的三峡水库实时洪水预报系统。该系统已安装在三峡总公司梯级水库调度中心,投入试运行。     

长江中下游实时洪水预报模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统水沙运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游实时洪水预报数学模型.为适应实时预报调度快速、准确评估的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式和实时校正模式.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式和分洪溃口洪水预报模式.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了洪水预报误差校正和分洪溃口后洪水预报等关键难题,为防汛方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了技术支撑,主要成果已应用于长江中下游防汛调度方案中.     

嘉陵江流域三江汇流洪水联机实时预报研究

不直接描述嘉陵江流域三洪汇流存在的洪水顶托等复杂的物理过程，而是采用时变参数线性模型，由作者修正的一种自适应滤波水文实时预报方法进行参数在线识别，并分别研究集总输入和多输入两种情况，实现了洪水联机实时预报，结果表明，预报精度高，且模型简单，滤波参数稳定，便于推广使用。     

枯溪水电站入库洪水实时预报模型研究

从枯溪水库流域的实际出发,提出了区间流域洪不实时预报耦合模型以及实时跟踪模型的动态参数算法,并进行洪水实时预报,取得了令人较为满意的预报效果。     

扩散波的时空反演与洪水实时预报技术

以扩散波方程描述天然河道中的洪水波运动规律。将数学物理反问题理论和离散反演算法与河道流量演算相结合提出了扩散波实时预报的方法。该法的特点是在求解流量场Ｑ（ｘ,ｔ）的同时反演计算扩散波波速Ｃ（ｘ,ｔ）和扩散系数Ｄ（ｘ,ｔ）,根据不断监测的新信息系列,直接利用原偏微分方程进行参数的实时校正和预报过程实时修正。     

构建沅水流域实时洪水预报调度系统研究

本文对沅水流域的地形、地理、气候特征和洪水发生规律进行了概述，就流域的分区、预报模型的选择和模型参数的选取、调度模型的选择和求解步骤，以及信息技术的应用等方面进行了分析和论述，其思路可作为构建沅水流域实时洪水预报调度系统设计的依据．同时也可作为其它省或流域构建类似系统时参考。     

决策支持技术在潘家口、大黑汀水库实时洪水预报调度中的应用

以引滦工程为原型,进行了水库实时洪水预报调度决策支持系统的研究,开发了相应的计算机软件系统。系统主要由雨水情显示,预报,调度决策等三个部分组成。系统的开发遵循实用性原则。具有数据检错,纠错,查询及雨水情时空显示等功能,为决策者提供实时防洪决策的技术支持。针对梯级水库管理的特点,探讨了潘家口,大黑汀水库联合调度控制下游最大泄量和最高库水位的方法,同时还分析了下游地区的防洪风险问题。     

中国洪水预报系统设计建设研究

分析了我国洪水预报系统的现状,阐述了中国洪水预报系统的建设的必要性、目标及开发原则,介绍了中国洪水预报系统的软硬件环境、预报模型和方法、预报方案、模型率定、实时作业预报、实用模块、系统管理7部分的设计建设。     

洪水预报自回归实时校正多步外延方法研究

自回归模型在洪水预报实时校正中应用广泛。针对自回归模型进行连续多时段校正时中间误差系列缺失问题,提出一种基于历史洪水预报误差系列的样本重组自回归外延方法,以淮河流域王家坝断面为背景,选用洪量相对误差、洪峰相对误差、峰滞时间和确定性系数四个指标开展校正效果评估,并与时程递推外延方法对比。结果表明:样本重组外延方法可以提升洪水预报精度,延长洪水预报有效预见期,特别在降低洪量误差和提高洪水过程的拟合精度上优势更为显著。同时,该方法泛化能力较强,具有实用价值。     

油藏地质建模及实时跟踪研究

为了提高采收率,降低开发风险,以滩海地区某油田为研究对象,结合地质、测井、地震等资料,对该油藏进行实时跟踪地质特征综合研究。应用地质建模、随钻测井、地质导向等技术,建立了精细的三维地质导向模型,并根据随钻测井数据和综合地质信息,实时验证构造和储集层信息,对导向模型不断校正,使模型与实钻结果一致,还以该模型为基础,优化水平井钻井的前进轨迹。结果表明,此种方法的应用降低了海上油田开发风险,能取得良好的开发效果。     

基于偏最小二乘回归的融雪型洪水预报模型

本文采用偏最小二乘回归法对新疆塔什库尔干河流的实测流量资料进行分析,建立了日平均流量的偏最小二乘回归模型,采用建立的模型对2001年日平均流量进行了预报。研究分析表明,结果比较合理,这为融雪型洪水预报提供了一种新的思路和研究方法。     

动态实时洪水风险分析及管理系统

当前洪水风险分析按照典型设计标准洪水进行计算的模式难以满足实际防洪管理需要,为了提高洪水风险分析的实时性以及适应洪水演进的动态性,设计了动态实时洪水风险分析框架。在本框架中,先采用一维和二维动态耦合水动力学数值方法耦合溃堤模型,然后在樵桑联围防洪保护区建立洪水演进模拟模型,通过灵活处理模型计算边界条件以及动态设置溃堤功能,计算不同设计标准洪水发生时,堤防出现单一溃口或者组合溃口后保护区内洪水演进过程。按照上述框架开发了樵桑联围动态实时洪水风险图编制与管理应用系统,并利用历史洪水资料开展模型验证,验证结果表明,2008-06洪水马口站、三水站、大熬站、甘竹（一）站的实测最高水位和模型计算最高水位的绝对误差分别为-0.10、0.10、0.09、0.04 m,均满足洪水模拟精度要求。利用模型计算了西江发生200年一遇的洪水情况下,江根堤防出现溃口后的洪水流量及溃口内外洪水水位变化过程,模拟溃口宽度168 m,最大溃口洪水流量达到5 190 m³,分析了堤防溃决后3、6和24 h洪水漫延导致村落淹没情况,结果表明其满足合理性分析。     

高水报汛曲线毫米格数字化图绘制方法

针对水文基层单位传统绘制高水报汛曲线图中存在的缺陷与不足,利用CAD强大的绘图功能和EXCEL海量的数据存储、计算功能,提出了制作水文高水报汛曲线毫米格数字化图采用的软件、方法、原理、技术、流程等内容,此方法的应用提高了水文高水报汛曲线的绘图精度和效率。     

三种基于神经网络的洪水实时预报方案的比较研究

在总结神经网络应用的基础上,归纳了3种基于神经网络的洪水实时预报方案。第一种是神经网络水文模型的模拟模式加模拟误差的自回归校正模型,第二种是权重系数固定的神经网络实时预报方案,第三种是权重系数自动更新的神经网络实时预报方案。采用10个不同流域的日流量资料对这3种方案进行率定和校核。比较这3种方案的实时预报精度。结果发现,第三种方案不仅预报精度要高于其他两种方案,而且比第一种方案少了一个自回归校正模型,结构简洁。本文建议采用第三种洪水实时预报方案。     

山洪预报预警技术研究进展

山洪预报预警研究是实施山洪灾害防治的重要科学支撑。目前国内外学者对山洪预报预警技术的研究主要集中在山洪预警指标、山洪预报预警模型以及山洪灾害风险分析等方面,本文对山洪预报预警技术相关研究进展进行了总结,并指出未来在山洪灾害监测、山洪预报预警模型研制、多元信息融合技术、结合山洪特点和区划有针对性进行预报预警等方面还应进行更深入的研究。     

水库防洪实时调度决策模糊推理神经网络模型及其应用

水库防洪实时调度决策方法是研究水库调度问题的主要内容。针对传统方法研究不系统、不全面、不能综合利用面临时刻所有信息、不具有学习功能等缺点，提出了水库防洪实时调度决策模糊推理神经网络模型，它在一定程度上较好地解决了这个问题。用大伙房水库75704次、85804次洪水调度作为计算实例，取得了比较理想的效果。