中小流域洪水预报预警体系分析

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。

图1 中小流域洪水预报预警的技术路线图
2.系统逻辑结构设计
系统逻辑结构设计包括对系统业务层、显示层及数据层等三个层次的设计。

业务层主要用于对雨情信息、降雨过程、水位监测等业务的查询。

数据层主要用于对数据的存储及处理，能够有效为业务层和显示层进行服务，为其提供数据上的支持，因而数据层是系统逻辑结构设计的基础。

显示层主要用于系统展示，并能够实现人机交换。

系统逻辑结构三个层次之间相互独立，又具有密切的联系，因而在系统逻辑结构设计方面应注重整体与部分的关系，科学的进行设计。

3.系统功能模块设计
系统功能模块主要涵盖数据管理、实时监控、预报管理、预警管理及系统管理等五个模块的内容。

其中，数据管理不仅包括对历史数据的管理，还应包括对实时数据进行相关管理。

历史数据主要用于确定水文模型参数，并与实时数据进行对比，而实时数据能够有效应用于洪水预警和预报。

实时监测主要是指对水位、降雨、流量等有关因素进行综合性监测，并与临界值进行对比，从而判断是否达到预警值[3]。

洪水预报作为系统功能模块的核心，应以前期对数据的采集和处理为基础。

在洪水预报过程中，应采用科学的方式方法，例如，降雨径流相关法能够用于对流量和水位的预报，在预报过程中，为保障预报数据的精确性，应根据实时情况，不断进行数据调整。

洪水预警模块涵盖预警指标、预警信息、预警责任人等方面的管理，预警一定要根据紧急情况不同，采取不同措施。

4.系统数据库设计
系统数据库设计包括属性数据库设计及空间数据库设计。

空间数据库设计时，应着重分析空间数据的存储位置及数据之间的拓扑关系。

从某种意义上讲，空间数据库设计是将抽象数据模型具体为数据库的过程，因而，在空间数据库设计时，应重点加强对结构设计和对数据层设计，在设计前，应进行有关需求分析。

属性数据库设计应重点加强概念设计及逻辑设计，同时也应做好需求分析和物理设计。

三、中小流域洪水预报预警系统的实现
1.数据获取及处理
在中小流域洪水预报预警系统开发之前，应注重数据的获取及处理。

数据类型主要包括两类，一方面是空间数据，另一方面为属性数据。

其中，空间数据主要包括中小型水库、降雨站点、水文站点、水闸等监测的实时数据，属性数据通常是指水情雨情数据及空间数据所具有的属性。

在获取之后，还应对数据进行处理。

通常来说，应建立相应的数据库，将空间数据与属性数据加以保存。

2.系统开发环境
小流域预报预警系统主要面向群体为水利工作者，很少有其他用户进行访问，同时在洪水预报预警过程中涉及的数据较多，因此推荐采用数据处理能力强且反应速度较快的C/S模式。

在系统开发方面，可采用.NET开发方式，该开发方式现阶段较为流行，能够切实满足当前系统开发设计的需要，比较适合Windows系统。

3.系统的功能实现
中小流域洪水预报预警系统应能够有效实现登录功能、系统主界面功能、图形功能、数据管理功能、实时监测功能、洪水预报预警功能等多项功能。

通过中小流域洪水预报预警系统，能够有效实现对洪水的实时监测，并将数据及时录入系统，实现数据的实时分享。

此外，借助该系统应能够有效实现对地图的放大缩小，对地图进行数据的渲染。

鉴于系统具有的强大功能，在系统维护管理方面应注意设置权限，非管理人员不得进行操作。

结语：
本文主要分析中小流域洪水预报预警体系，并提出了自己的看法。

中小流域地区洪水发生的周期短，难以预测，因此加强洪水预报预警系统研究至关重要。

只有将先进的科学技术与洪水预报预警系统有机结合，才能提高洪水预报预警工作水平，减少洪水灾害损失，有利于当地的经济发展和社会和谐。

参考文献：
[1]杨峰.DEM在小流域洪水预报中的应用研究[J].人民长江，2013，（15）：22-25.
[2]毛显后，李怀志.贵州省小流域洪水预报系统开发与应用[J].贵州气象，2012，（4）：33-36.
[3]陈丰仓，鲍瑞雪，司文青等.河南省山丘区部分小流域洪水勘测探讨[J].河南水利与南水北调，2011，（4）：28-30.。