水文预报概述
水文集合预报概述及模型案例
水文集合预报概述及模型案例水文集合预报（HydrologicalEnsembleForecasting）是一项新兴的水文预报技术，它旨在利用多个预报模型预测水文变量，有效提高水文预报准确性。
水文集合预报可以使用多种数据，包括气象学、水文学、地理信息等，并结合水文模型和数据处理技术来实现。
这种综合性的水文预测方法可以有效提高水文预报的准确性。
一般来说，水文集合预报包括气象预报、水文模型、水文数据处理和集合分析等方面的内容。
首先，开展气象预报，获取气象变量，如温度、湿度、风向、风速等，可以更有效地研究水文过程。
其次，根据获取的气象数据，利用水文模型预报水文变量，如洪水预测、径流量预测等。
第三，利用水文数据处理技术，对水文变量的结果进行处理，以更准确地测定水文变量的规律。
最后，进行集合分析，评估不同模型的可信度，提高水文预报的准确性，降低预报的误差。
水文集合预报技术已经受到了越来越多的关注，由于它具有节省时间、提高准确性等优点，得到了大量应用。
在近年来，水文统计模型在水文集合预报中发挥了重要作用，有助于改善气象学模型的合理性和准确性。
目前，常用的水文集合预报模型有香农模型（Thomson model）、正态模型（Normal model）、贝叶斯模型（Bayesian model）等，它们在模拟水文变量的分布特征中表现出较好的结果。
举个例子来说，基于香农模型的水文集合预报可以应用于满足某种约束条件的自然环境下，通过多次水文模拟，对水文变量的分布特性进行评估。
通过使用统计技术，可以计算出模拟结果的可靠性分布，因此，根据这些统计结果可以更有效地进行水文预报，查准率更高。
总而言之，水文集合预报通过合理的数据融合，使水文预报更加准确可靠，有助于改善水文管理，促进水资源的可持续利用。
可以预见，水文集合预报技术将在水文管理和水文预报方面发挥重要作用，促进水文工作的深入发展。
水文服务中的水文预报研究
水文服务中的水文预报研究随着我国水资源的日益紧缺，水文预报研究越来越受到重视。
水文预报是对未来一段时间内水文变化趋势和水文情况进行定量预测和分析，对于水资源管理、防洪减灾、农业生产、水利工程设计等方面都有很高的参考价值。
本文将从水文预报的定义、发展历程、作用与意义、存在问题以及未来研究方向几个方面进行探讨。
一、水文预报的定义水文预报是指根据天气预报及已有水文资料等因素为依据，通过运用数学模型和资料处理分析技术，分析当前水文状况和趋势，预测未来一段时间的水文变化趋势和水文情况，为防洪抗旱、水资源利用、水利工程设计和管理等提供决策指导。
二、水文预报的发展历程我国水文预报的发展可以追溯到20世纪初。
20世纪40年代，我国在黄河流域开始了水文预报研究。
在20世纪50年代，我国利用数学模型对流域进行水文模拟，开展了流域水文预报的工作。
20世纪60年代，我国开始了大中型水库调度及其水文预报研究，此时水文预报成为水资源管理中重要的一部分。
20世纪80年代以后，我国水文预报技术经历了从手工计算到计算机辅助到现在以计算机技术为主的变化。
三、水文预报的作用与意义水文预报对于防洪抗旱、水资源利用、水利工程设计和管理等领域有着十分重要的作用。
首先，水文预报对于防洪抗旱方面具有重要作用。
利用水文预报可以更好地掌握河流径流情况，及时采取防洪与排涝措施降低灾害损失。
其次，水文预报对于水资源利用领域具有重要作用。
利用水文预报可以更好地了解水资源分配变化情况，从而较好地进行水资源的开发和利用。
再次，水文预报对于水利工程设计和管理具有重要意义。
通过水文预报可以更好地了解流域水文变化情况，科学合理地设计和管理水利工程，从而提高水利利用效益。
四、水文预报存在的问题在水文预报研究的发展过程中，也存在一些问题。
首先，水文预报数据的质量需要提高。
目前，由于观测设备水平的差异以及一些人为因素的干扰，一些数据误差比较大，需要进一步关注。
其次，需要开发更加准确的水文预报模型。
水文预报主要知识点总结
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。
水文服务中的水文预报
水文预报的精度评估
评价指标
水文预报的精度评估通常采用评价指标如均 方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE ）等。
对比分析
将实际观测数据与预报数据进行对比分析，计算各 项评价指标，评估预报精度。
误差来源分析
通过对误差来源进行分析，找出影响预报精 度的主要因素，为改进预报方法提供依据。
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水文预报在防洪减灾中的应用
未来水文预报
随着科技的不断进步，水 文预报将更加精细化、智 能化和个性化。
水文预报的种类与特点
种类：洪水预报、枯水预报、冰情预报 、水质预报等。
动态性：随着时间和空间的变化，水文 状况也在不断变化，需要不断更新和调 整预测结果。
复杂性：需要考虑多种因素，如气候、 地形、土壤、植被等。
特点
针对性：针对不同流域、不同季节、不 同情况下的水文状况进行预测。
根据预测结果，指导相关部门进行生态修复工作，促进水生生物群 落结构的恢复和改善。
湿地生态修复预测
湿地生态系统监测
通过定期监测湿地的植被、土壤、水文等指标，了解湿地生态系统状况。
预测模型
建立湿地生态修复预测模型，根据历史数据和实时监测数据，对未来湿地生态系统变化进 行预测。
修复方案制定
根据预测结果，制定相应的湿地生态修复方案，包括植被恢复、土壤改良、水资源管理等 方面的工作。同时，根据修复过程中的监测结果，及时调整修复方案，确保湿地生态系统 的恢复和改善。
参与国际合作
积极参与国际水文组织和机构的 活动，加强与其他国家和地区的 合作与交流。
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引进国际先进技术
引进国际上先进的水文预报技术 和经验，促进我国水文预报水平 的提高。
03
推动国际交流与培 训
第五章水文预报
另外，洪水预报还可较好地解决水库防洪与兴利的矛盾，在预报的 洪水未进库之前，先打开泄洪闸门腾空一部分库容，以便洪水来临时能 蓄存更多的水量；当洪水即将结束时，预知近期没有很大的洪水入库， 则可超蓄洪水尾部的一些水量，用于多发电、多灌溉，使现有工程发挥 更多的效益。
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图5-1 1998年长江沙市水位预报与实测情况
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第一节 概述
一、水文预报的重要性 水文预报是指根据水文现象的演变规律，利用实测的水文气象资料， 预测未来的水文要素变化，编制预报方案的一门科学，它是水文学的一 个重要组成部分。在防范水旱灾害、防洪枪险中，水文预报能事先提供 洪水的发生和发展变化的信息，是水利事业的耳目。随着现代化科技的 发展，在充分利用水资源的实际工作中，水文预报的应用也更为广泛。 可靠的洪水预报对防止洪水灾害具有特别重要的作用。例如在河流 防洪抢险中，需要及时预报出防洪地点即将出现的洪峰水位、流量，以 便在洪峰到来之前，迅速加高加固堤防、转移可能受淹的群众和物资， 动用必要的防洪设施（如分洪、蓄洪等），把洪水灾害减小到最低限度。 在水库管理中，可以利用洪水预报，使上游来的洪水与区间洪水的 高峰段彼此错开（称错峰），即下游洪水很大时，水库把上游来的洪水 暂时蓄存起来，待下游洪峰过后，再加大水库泄量，把上游来的洪水放
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单位线 (Unit Hydrograph): 在给定的流域上，单位时段内时空分布均匀 的单位净雨量，在流域出口断面所形成的地表径流过程线。 经验单位线 (Empirical Unit Hydrograph): 根据实测出口站流量资料和 相应净雨过程反推的单位线。 水文模型法 (Hydrologic Model Method): 根据降雨形成径流的物理机把现时 水文气象信息输入计算机，以求得预报值的方法。 水文模型 (Hydrologic Model): 为模拟水文现象而建立的实体结构或数 学与逻辑结构。 水文计算 (水文分析计算) (Hydrologic Computation): 为防洪排涝、水 资源开发利用和其他有关工程的规划、设计、施工和运用，提供符合规 定设计标准水文数据的技术。广义包括为非过程措施提供水文数据的技 术。 代表站 (Representative Station): 直接代表或通过换算可代表过程所在 地点水文数据的测站。 参证站 (Reference Station): 水文计算所参照移用水文数据的测站。 典型年 (代表年) (Typical Year): 水文特征值接近设计值，起时空分布作 为设计依据的年份。 4
《工程水文学》(第4版)第5章水文预报
主 讲：张 峰 手 机：13856993385 邮 箱：zf_hhu@
安徽水电学院水文与水资源专业教研室 二Ο 一五年二月一日
工程水文学 (Engineering Hydrology)
第5章 水文预报
二Ο一五年二月一日
一、概述
1、降雨径流预报
几种具体确定预见期的方法： 1）对于源头流域可把主要降雨结束到 预报断面洪峰出现这个时间差作为洪水预见 期。 2）对于区间流域洪水预报或河段洪水 预报，当区间来水对预报断面洪峰影响不大 时，洪水预见期就等于上下游断面间水流的 传播时间；如果暴雨中心集中在区间流域， 那么预见期就接近于区间洪水主要降雨结束 到下游预报断面洪峰出现这个时差。假如降 雨空间分布比较均匀，上断面和区间都形成 了有影响的洪水，其预见期常取河段传播时 间和区间流域水流平均汇集时间的最小值。
水利部水文局水文情报预报中心
二、短期洪水预报
短期洪水预报包括降雨径流预报、河段洪水预报以及考虑实时修正的实时洪水 预报。
降雨径流预报是指按降雨径流形成过程的原理，利用流域内的降雨资料预报出 流域出口断面的洪水过程。
河段洪水预报是指以河槽洪水波运动理论为基础，由河道上游断面的水位、流 量过程预报下游断面的水位和流量过程。
2、河段洪水预报
（2）合成流量法 在有支流河段，若支流来水量大，干支流洪水之间干扰影响不可忽略，可采
用合成流量法。所谓合成流量是指同时到达下游断面的各上游站相应流量之和。 以下式为根据建立预报方案称为合成流量法。
合成流量法的关键是Ʈ值的确定。
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Qi f( I ) i,t i i 13、时洪水预报1、水文预报
水文预报是指根据已知信息对未来一定时期内的水文情势作出定性或定量预 报。
水文预报1-河段洪水预报
Ⅱ.按发布预报至预报对象出现的时距分 ⑴短期水文预报，⑵中、长期水文预报。 Ⅲ.按预报所采用的技术手段分 ⑴河段预报，⑵降雨径流预报，⑶因子预报， ⑷统计预报。 3.河段预报 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。
上 下
4.降雨径流预报 指主要依据 流域内出现的 雨情，预报流 域出口断面水 情的技术方法。
第二章河段洪水预报
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 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 1.在河段中，影响洪水波运动的因素 ⑴内因： 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。 ⑵外因： 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
天然预见期
5.因子预报 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。 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。 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。 6.统计预报 利用数理统计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 列模型。
水文预报
• 第一章 绪论
1.水文预报 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 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。 2 .水文预报的分类 Ⅰ.按预报对象的性质分 ⑴洪水预报，⑵枯水预报，⑶旱情预报，⑷融雪 预报，⑸冰情预报，⑹潮汐预报，⑺水质预报。
参考表2-1选取。当河段接近棱柱体时，（2-5）的 估计有一定准确度，但是天然河段情况常常十分复 杂，（2-5）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 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 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 测到的上下游已经发生的洪水资料建立河段上下游 相应水位（流量）的经验关系用于预报。 尽管如此，相应水位（流量）的基本原理仍具有 重要意义，因为建立河段上下游相应水位（流量） 的经验关系时必须在（2-1）～（2-5）的指导下
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第一节 概述
一、水文预报的分类
按预报的项目分：径流预报、冰情预报、沙情预报与水质 预报；
径流预报：洪水预报和枯水预报——水位和流量。
按预见期长短分：短期水文预报、中长期水文预报。
预见期：分布预报与预报要素出现的时间间距。
短期预报：由水文要素作出的预报（小时、1天...）
中长期预报：包括气象预报性质在内的水文预报
E
（旬、月、年）
二、水文预报工作的基本程序 （1）制定预报方案：
收集水文、气象资料； 建立预报模型——即水文预报方案； 对模型进行评定和检验——允许误差；
（2）进行作业预报 将现时发生的水文气象信息，通过报汛设备迅速传送
到预报中心，随即经过预报方案算出即将发生的水文 预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去，供 有关部门应用。
联机作业实时水文预报
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