荆江河段洪水水位预报方法研究
水文测量中的洪水观测与洪水预报方法
水文测量中的洪水观测与洪水预报方法洪水是自然界中一种猛烈且具有破坏性的自然灾害，它给人们的生产生活造成了巨大的损失。
因此，进行准确的洪水观测和预报对于保护人民生命财产安全、合理利用水资源具有重要意义。
在水文测量中，洪水观测与洪水预报方法是解决洪水问题的关键。
首先，让我们了解洪水观测的重要性。
洪水观测是指通过测量和记录洪水的水位、流量、波浪等参数来获取洪水发展和演变过程的信息。
这些信息对于洪水风险评估、水资源规划和管理、河流工程设计等方面都具有重要意义。
在洪水观测中，常用的方法包括实地测量、遥感技术和数值模拟等。
实地测量是最直接也是最常用的洪水观测方法之一。
它通过在洪水过程中对河流断面水位、波浪和流速等参数进行现场测量，并根据测量数据进行分析和处理，来获得洪水过程的特征和变化规律。
实地测量的优点是准确性高，数据可靠性好，但也存在一些局限性，比如需要耗费大量的人力物力，并且在洪水中进行测量存在较大的安全风险。
遥感技术是一种通过卫星、飞机等遥感平台获取地球表面信息的技术。
在洪水观测中，遥感技术可以通过获取洪水区域的影像数据来估计洪水扩展范围和洪水深度。
这种方法具有获取范围广、反应快速的特点，并且可以提供大量的区域洪水信息。
然而，遥感技术也存在一些限制，比如对于局部洪水的观测效果不够准确，且在天气条件不好时可能无法获取有效数据。
除了实地测量和遥感技术，数值模拟也是洪水观测的重要手段之一。
数值模拟利用数学方法对洪水的物理过程进行建模，并通过计算机模拟洪水的发展和演变过程。
数值模拟方法在洪水观测中具有模拟范围广、计算效率高的特点，并且可以提供丰富的洪水特征信息。
然而，数值模拟方法也存在一些缺点，比如对模型参数的选择要求高，模型的准确性和可靠性受到多方面因素的影响。
洪水预报是在洪水观测的基础上，通过对洪水过程的分析和预测，提前向公众发布洪水预警，以便采取适当的防范和避灾措施。
洪水预报的重要性不言而喻，它可以帮助人们及时应对洪水灾害，减少损失。
基于时间卷积网络的长江下荆江航道水位预测
第 6 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 6 2023 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2023 DOI:10.12170/20220809002李港，李有为，舒章康，等. 基于时间卷积网络的长江下荆江航道水位预测[J]. 水利水运工程学报，2023（6）：84-92. （LI Gang, LI Youwei, SHU Zhangkang, et al. Water level prediction of lower Jingjiang Waterway in Yangtze River based on temporal convolution network[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（6）: 84-92. （in Chinese））基于时间卷积网络的长江下荆江航道水位预测李港1, 2，李有为1, 2，舒章康3，张宇3，王江1, 2，查伟3(1. 长江航道勘察设计院(武汉)有限公司，湖北武汉 430040； 2. 国家内河航道整治工程技术研究中心，湖北武汉 430040； 3. 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室，江苏南京 210029)摘要: 航道水位的精准预测对保障船舶通航安全具有重要意义。
以长江下荆江航道为研究区域，采用2019—2020年水文时间序列数据为训练集，2021年数据为验证集，构建基于时间卷积网络（TCN）的长江下荆江水位变化预测模型，并与基于长短时记忆神经网络（LSTM）和支持向量机（SVM）的水位预测模型进行计算精度的对比。
结果表明：不同站点TCN对应的最优输入时间窗口存在一定差异，监利站、调弦口站及石首站的最优输入时间窗口分别为前2 d、前2 d和前3 d；TCN在2021年下荆江各站点水位预测结果的纳什系数（E NS）和决定系数（R2）均高于0.995，均方根误差（E RMS）小于0.21 m，整体预测效果优于LSTM，两者预测精度均较高，均显著优于SVM；但随着预测时间尺度的增加，水位预测精度整体呈下降趋势；TCN模型各站点枯水期大部分时段的水位预测绝对误差小于0.2 m，这表明TCN在航道水位预测领域具有较好的应用潜力。
三峡水库蓄水后荆江河段河床冲淤及水位变化特点分析
摘要：根据三峡水库蓄水以来荆江河段实测水沙、河道冲淤等实测资料，统计并分析了蓄水以来荆江河段河床冲淤变化及水位变化特点。
分析指出，三峡水库蓄水运用后，荆江河段来沙量大幅减少，总体冲刷量较蓄水前有所增大，且主要集中在枯水河槽，与航道条件密切相关的枯水河槽以上的滩地部分冲刷也有所增大；同流量下沿程水位均有发生不同程度的下降，其中，砂卵石河床段、临近城陵矶的荆江河段尾端，水位下降幅度较小，而紧邻砂卵石河床段的沙市附近水位下降幅度较大。
关键词：三峡工程荆江河床冲淤水位变化三峡工程是中国、也是世界上最大的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程，它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。
但是，三峡水库的蓄水将改变坝下游河段的来水来沙条件，引起长距离的河床冲刷及水位下降，航道条件与河床冲刷关系密切。
荆江河段为长江干流重点浅滩水道密集的河段，自身演变较为复杂，且受三峡影响最早最直接。
因此，研究三峡水库蓄水后，荆江河段河床冲淤及水位变化特点显得尤为重要。
概况荆江河段位于长江中游，上起枝城，下迄洞庭湖出口处的城陵矶，全长约347.2km，以藕池口为界，分上、下荆江。
荆江北岸有支流沮漳河入汇，南岸沿程有松滋口、太平口、藕池口和调弦口（已于1959年建闸控制）分流入洞庭湖，洞庭湖又集湘、资、沅、澧四水于城陵矶处汇入长江，构成非常复杂的江湖关系，见图1。
上荆江为微弯河段，多弯曲分汊，长约171.5km。
枝城至江口段为低山丘陵区向冲积平原区过渡的河段，两岸多为低山丘陵控制，河岸稳定。
下荆江上起藕池口，下迄洞庭湖出口处的城陵矶，全长约175.7km。
历史上，下荆江蜿蜒曲折，易发生自然裁弯，河道摆动幅度大，为典型的蜿蜒型河道。
20世纪60年代末至70年代初，下荆江经历了中洲子（1967年）、上车湾（1969年）两处人工裁弯以及沙滩子（1972年）自然裁弯，使其河长缩短了约78km。
裁弯工程实施后，因下荆江不断实施河势控制工程与护岸工程，河道摆动幅度明显减小，岸线稳定性得到了增强。
三峡蓄水后长江中游沿程河道水位的预测方法
三峡蓄水后长江中游沿程河道水位的预测方法熊波【摘要】长江中游沿程江湖联通、水系复杂,且受三峡蓄水影响,坝下河道水沙条件发生剧变,导致航道水位预测较为困难.针对此问题,以长江中游实测资料为基础,充分考虑支流入汇和三峡蓄水后新水沙条件的影响,通过相关分析法,建立航道水位预测方法,并提出上、下荆江,城陵矶—汉口和汉口—湖口河段沿程水位的多元回归模型预测方法.经实测资料检验,绝对误差均在0.4 m以内,能较好地提高长江中游沿程河道水位预测精度.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】8页(P25-32)【关键词】长江中游;水位预测;水位相关关系;多元回归模型【作者】熊波【作者单位】长江航道规划设计研究院,湖北武汉430040【正文语种】中文【中图分类】TV147;U612.23长江中游上起宜昌，下至湖口，全长955 km。
区间有约68万km2的支流来水注入，河段江湖联通、水系复杂，常造成干支流洪水相互顶托，且支流洪水对干流洪水的顶托影响较远[1-2]。
由于洪水组成的差异，各次洪水顶托影响程度也不同，故各控制站的实测水位流量关系较为散乱，预测较为困难。
同时，2003年三峡工程修建后，由于水库蓄水调节作用，一方面，坝下来水年内汛枯比例发生改变，来流过程坦化，下游河道水位过程发生明显变化[3]。
另一方面，由于蓄水后，清水下泄影响，下游河床明显下切[4]，对河道水位也有明显影响[5]，增加了新水沙条件下的水位预测难度。
针对水位预测，国外早在1910年就提出一系列方法，如水位自动遥测和洪水警报电话装置[6]、单位过程线[7]、下渗公式方法[8]、马斯京根法方法[9]。
我国在建国后，组织编制了《水文情报预报规范》，之后随着电子计算技术发展，各种流域水文模型日益得到广泛应用。
对于长江的水位预报方法，长江水利委员会等提出了采取气象模型与水文、水力模型相结合的方法，但主要应用于洪水位预测，对于航道水位，需考虑各个时期，尤其是枯水期水位特点，同时长江中游支流水系复杂，三峡蓄水影响大，导致水位预测困难。
荆江河道险工险段崩岸监测技术与r预警方法探讨
荆江河道险工险段崩岸监测技术与r预警方法探讨周建红【摘要】近年来,随着长江上游来水来沙条件改变,荆江局部河段河势调整加剧,致使岸坡变陡,崩岸险情时有发生,已严重威胁防洪、航道安全.鉴于此,分析了国内外河道岸坡稳定性预测和崩岸预测研究现状,初步探索了荆江河段崩岸监测技术与预警方法,可为堤防安全、崩岸治理研究和河道管理等提供技术支撑.【期刊名称】《水利水电快报》【年(卷),期】2017(038)012【总页数】5页(P12-16)【关键词】崩岸监测;监测预警;崩岸治理;河道管理;荆江【作者】周建红【作者单位】长江水利委员会水文局,湖北武汉 430010【正文语种】中文【中图分类】TV147随着长江上游水库群的投入运行，清水下泄、沙量大幅减少，长江中下游河道总体河势基本稳定，但局部河段冲淤幅度较大，其中荆江河段将长时期处于冲刷状态，河床下切，滩槽冲淤与主支汊分流格局可能会发生新的变化。
受两岸护岸工程的制约，荆江河段深泓以纵向下切为主，2002年10月～2015年10月，深泓平均冲深2.14 m，最大冲刷深度14.4 m。
由于水流顶冲点上提或下移，引起大堤岸坡变陡，在一定程度上加剧了崩岸险情的发生。
部分未护段河岸可能因迎流顶冲而发生崩岸；已实施护岸的工程又可能因脱溜而失去其防护作用进而加剧崩岸的发生；同时因长江中下游河段二元结构河岸中的非粘性土层抗冲性很弱，在涨水期和退水期极易发生崩塌。
据不完全统计，2003～2015年长江中下游干流河道共发生崩岸825处，累计崩岸总长度约 643.6 km[1]，崩岸已严重影响和威胁长江中下游防洪安全，同时对河势控制、已建岸坡防护工程以及岸线开发利用等都造成不利影响。
由于崩岸的发生具有隐蔽性和突发性，对崩岸的监测技术与预警方法研究一直是该领域的研究难题，也制约着长江河道的崩岸预防及河道治理的成功实施。
因多方面原因，目前对荆江河道崩岸现场缺乏系统有效的实时监测手段和技术，崩塌地段难以被及时发现和预测，给长江荆江防洪安全带来了十分严重影响。
三峡工程蓄水后荆江河段设计水位的计算与确定
三峡工程蓄水后荆江河段设计水位的计算与确定雷国平;尹书冉;黄召彪【摘要】分析了三峡工程蓄水后影响枯水位变化的主要因素,采用1982-2002年水文资料对荆江河段设计水位进行计算,参照水沙数学模型所得预测值,并利用蓄水以来的荆江河段枯水位对其进行复核,得到的设计水位偏于安全,既体现了蓄水后的影响,又反映了设计水位的变化趋势.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】5页(P125-129)【关键词】三峡工程;荆江河段;通航设计水位【作者】雷国平;尹书冉;黄召彪【作者单位】长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011【正文语种】中文【中图分类】U612.3河流上修建水库以后，改变了水库下游河道的来水来沙条件，破坏了水库修建以前河流的冲淤状态，下游河道将承受长时期的“清水”冲刷，使得下游河床上的泥沙不断进入水流中，从而触发了水库下游河流的再造床过程，引起水库下游河道河床冲刷下切、河床组成粗化、断面形态调整、纵剖面调整、河型转化等多种调整现象。
而枢纽下游河床调整历时较长，大致需经历冲刷阶段、回淤阶段、平衡(或接近平衡)共3个阶段。
三峡水库修建以后，历经不同蓄水阶段，枯水期流量增加以及下游河床调整，使荆江河段枯水位发生了显著变化。
设计最低通航水位(简称设计水位)是确定枯水期航道通航标准水深的起算水位，是航道工程建设中重要的考虑参数。
荆江河段设计最低通航水位影响航道整治目标、整治标准的确定，关乎荆江河段航道整治工程的设计方案，因此设计水位需准确、可靠，能够反映当前和未来一个时期的水文情势特征和河床演变趋势。
《内河通航标准》规定，确定设计水位需采用连续的长系列水文资料，时间不短于20 a。
因此在确定设计水位时，不能完全取用三峡蓄水后的短期水位资料而割裂河段长期以来的演变特征，也不能忽略河床的变化速度和变化趋势，因此对于处在河床调整的坝下游河床，设计水位的确定存在一定的难度。
长江荆江段河道崩岸预警系统设计初探
文章编号：1006-0081（2019）08-0057-05收稿日期：2019-05-15作者简介：李圣伟，男，高级工程师，主要从事河道泥沙及水文泥沙信息系统研究工作。
E-mail ：lisw@崩岸是存在于江河海岸中的一种自然现象，欧美河流历史上曾发生过多次崩岸，我国大江大河也存在崩岸现象［1］，尤其是汛期和汛后，以长江中下游河段最为典型［2］。
河道崩岸会破坏岸坡稳定，威胁防洪工程安全，影响河势稳定，阻碍岸线开发利用，不利于维持良好的航道条件，对充分发挥河流综合服务功能造成不利影响。
崩岸受水动力条件、泥沙输移条件、河床边界条件以及河道形态等多种因素影响，其成因和机理十分复杂［3-5］。
多年来，荆江河段崩岸频繁，影响荆江防洪与河势稳定，给长江航运、两岸经济建设和人民生命财产安全带来严重威胁［6］。
为确保荆江大堤和长江干堤的安全，服务荆江防洪、河道整治、航道整治和地方经济建设，保障长江经济带发展的水安全，建立河道崩岸预警系统具有重要的现实意义。
目前，河道崩岸预警尚处于起步阶段，没有成熟的崩岸预警信息系统。
本文结合河道及水文泥沙信息系统开发实践，基于数据库技术、网络技术和地理信息系统技术，通过对崩岸综合监测数据的采集、存储、管理和分析，结合理论分析，综合现场监测、崩岸巡查和远程视频监控，分析崩岸发生的机理及初步演变规律，构建崩岸预测模型，探讨建立崩岸数据采集、管理、分析、预警、表现、发布为一体的人机交互式的荆江河段河道崩岸预警系统。
1系统总体设计人机交互式的河道崩岸预警系统框架见图1。
主要包括：（1）收集整理崩岸的水流条件、河流边界、河床组成、地下水及渗流、环境要素及人类活动调查资料，将数据整理成规范格式，遥测和实时监测设备的监测数据则通过数据处理终端接入系统提供的入库接口。
（2）利用综合监测成果，结合理论分析荆江段河岸土体的组成与力学特性，开展崩岸机理的定量分析，研究崩岸发生的机理及演变规律，建立崩岸预测模型，对崩岸发生的时间、形式、范围进行初步预测预警。
三峡水库蓄水后荆江段低水期水面线变化分析
文章编号：１００６－００８１（２０１８）１０－００３３－０４三峡水库蓄水后荆江段低水期水面线变化分析谢静红 周儒夫 魏林云 王 琴（长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局，湖北荆州 ４３４０１０） 摘要：为了分析三峡水库蓄水以后荆江河段水面线的变化，采用２００２～２０１６年实测水文资料对荆江河段低水期水面变化进行分析。
分析结果表明：荆江河段水面线呈明显下降趋势，低水时同一流量下各站水位也有一定程度下降，但枝城站水位下降幅度不大，沙市站水位下降较为明显，其可能原因是受河道局部冲淤影响较大。
关键词：水面线；水位流量；河势水位变化；低水期；荆江中图法分类号：Ｐ３３２ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１５９７４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｓｄｋｂ．２０１８．１０．００９１ 研究背景三峡水库蓄水运行后，坝下游水沙条件发生了较大变化，导致荆江河段发生了不同程度的冲淤变化，从而河段水面线也发生相应改变。
许多研究者从荆江河段水位流量关系、河段水位变化、河床冲淤变化等方面对三峡水库蓄水以来荆江河段的水沙变化进行了分析［１－７］，并取得了丰硕的成果，但这些研究所用资料最长系列为２００２～２０１０年，且均未对水面线的变化进行成因分析。
因此，本文将利用２００２～２０１６年期间的实测资料对三峡水库蓄水前后荆江河段水面线的变化、主要水文站的低水水位流量关系进行综合分析，以为三峡工程的防洪、发电、航运及水资源优化调度等提供参考。
２ 荆江低水期水面线变化分析２．１ 数据来源三峡水库于２００３年６月开始蓄水发电，为了分析蓄水后荆江河段水面线变化情况，本文采用了三峡水库蓄水前后（２００２～２０１６年）荆江干流９个测站（枝城、马家店、陈家湾、沙市、郝穴、新厂、石首、调弦口、监利）的实测水文资料，其中沿程水位变化分析值均已转换为１９８５国家高程基准。
２．２ 水面线变化规律长江枝城至城陵矶河段俗称为荆江河段，河长３４７ｋｍ。
荆江河段分为上、下两段，上荆江属弯曲分汊型河段，下荆江为典型的蜿蜒性河道，河道异常曲折。
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荆江河段洪水水位预报方法研究童哲堂１，刘火胜１，付克金２，陈国刚１，鲁礼炳１，毛以伟３（１．湖北省荆州市气象局，荆州４３４１００；２．荆州市水文水资源勘测局，荆州４３４１００；３．武汉中心气象台，武汉４３００７４）摘要：研制了荆江河段各站具体的洪水水位预报方案，并对预报方案进行了检验。
研究表明：利用洪水预测的上下游相关法，建立荆江河段宜昌－枝城、枝城－沙市、沙市－城陵矶－石首、枝城－城陵矶－监利等水文预报站点的上下游相应水位关系曲线，能较好的预测荆江河段各预报站点洪水水位，并且通过对１９６９、１９８１、１９８３年３次洪峰过程试报的结果表明，该方案具有较好的适应性。
关键词：荆江；水文预报方法；相应水位法中图分类号：Ｐ３３９文献标识码：Ａ文章编号：１００４－９０４５（２００７）０４－０３４８－０４收稿日期：２００７－０８－２１；定稿日期：２００７－１１－２５基金项目：中国气象局新技术重点推广项目“长江中游气象水文预报与服务系统研究”（ＣＭＡＴＧ２００６Ｚ０８）资助作者简介：童哲堂，男，１９６６年生，高级工程师，主要从事预报服务及管理研究。
Ｅｍａｉｌ：ｔｚｔｊｚ＠１６３．ｃｏｍ长江荆江河段自枝城至城陵矶段，全长３３７ｋｍ，每到汛期，受长江涨水影响，洪峰水位比沿岸地面高１２～１５ｍ，形成有名的的悬河，防汛形势十分严峻。
因而做好荆江河段各水文站点的洪水预测，为当地防洪抗灾提供及时准确的预测显得十分重要，李明新［１－５］等专家从联机实时、水文学方法模型、水位流量关系变化等方面进行了分析，但这些方法大多运行比较复杂，计算比较繁琐、实际预报的时候需要的资料量很大，而受降水突发性的影响，洪水的变化有时是很快的，因而研究一种简单实时的洪水预测模型，能根据荆江河段的水位变化，实时预测下游的洪水水位十分必要。
本文基于这一原因，利用相应水位法［６］建立了荆江河段宜昌－枝城、枝城－沙市、沙市－城陵矶－石首、枝城－城陵矶－监利等水文预报站点的上下游相应水位关系曲线，实时预报荆江河段各预报站点洪峰水位。
长江荆江河段全长３３７ｋｍ，枝城至藕池口为上荆江，长约１６７㎞，属分汊型河道；藕池口至城陵矶为下荆江，长约１７０㎞，属典型的蜿蜒型河道，素有“九曲回肠”之称。
荆江以北为地势低平的江汉平原，荆江以南为洞庭湖平原，南岸有松滋口、太平口、藕池口、调弦口（于１９５９年建闸）“四口”分长江水入洞庭湖，洞庭湖在城陵矶与长江汇合，江湖关系十分复杂。
此段入汇的主要支流南岸有清江和洞庭湖水系的湘、资、沅、澧“四水”，北岸有沮漳河。
当长江上游和清江及洞庭湖“四水”的洪水并涨时，极易发生洪水遭遇，酿成洪涝灾害，螺山站位于城陵矶下游约３０ｋｍ处，控制长江上游宜昌、支流清江、洞庭“四水”及洞庭湖区间来水。
同时由于受泥沙堆积的原因，荆江河床不断抬升，每到汛期，长江水位上涨的时候，洪峰水位比沿岸地面高１２～１５ｍ，形成有名的的悬河，防汛任务非常艰巨。
荆江河段主要水文站有宜昌、枝城、沙市、石首、监利、城陵矶、螺山。
３．１水文站来水情况宜昌站：长江干流控制站，单一上游来水。
枝城站、沙市站、石首站、监利站四站为单一上游来水，旁侧有分流。
城陵矶：洞庭湖出口控制站，“四水”、“四口”多处来水。
螺山站：“四水”及干、支流多处来水。
３．２水文站水文特性宜昌站为长江上游与下游分界，控制上游集水面积１００５５０１ｋｍ２，洪水来源于长江上游及三峡区间暴雨产流，表现为５～１０月份水量较大；１１月至次年４月份水量较小。
洪峰为单峰和多峰型。
受洪水涨落率、断面冲淤变化、葛洲坝水库调度、清江来水及下游水体顶托等多种因素综合影响，使水位流量关系在低水时为单一线，中高水时呈不规则的绳套变化的水位流量关系，曲线主要受涨落率影响，当清江涨水时，对宜昌水位有顶托影响，并且在将来更多的受到即将建成的三峡水库调度的影响，在本预报方案中，宜昌站洪１引言２荆江概况３荆江水文站水文特性第２６卷第４期２００７年１２月暴雨灾害ＴＯＲＲＥＮＴＩＡＬＲＡＩＮＡＮＤＤＩＳＡＳＴＥＲＳＶｏｌ．２６Ｎｏ．４Ｄｅｃ．２００７峰为已知或水文预报结果。
枝城站的水位流量关系曲线因受涨落率影响呈绳套形状，虽绳套幅度不大，但轴线不稳定。
沙市站的水位流量关系曲线不仅受涨落率影响，还受变动回水影响，尤其是城陵矶水位大于３２ｍ时，影响尤为明显，同时受断面冲淤影响，水位流量关系曲线不稳定。
监利站因受荆江裁弯影响，水位降低，而下泄流量加大，加之受城陵矶回水顶托影响，水位流量关系极为复杂，多呈复式绳套。
城陵矶站由于距下游洞庭湖与长江汇合处仅３．５ｋｍ，受长江水位顶托影响甚为严重，影响水位流量关系的因素错综复杂，同水位的流量可相差２００００ｍ３／ｓ以上，而同流量的水位相差可达１０ｍ以上。
螺山站受洪水涨落、变动回水顶托及断面冲淤变化的综合影响，水位流量关系变化较剧烈，同水位流量相差可达７０００ｍ３／ｓ。
本方案应用相应水位法预报，相应水位是指河段上、下站同位相的水位。
相应水位预报简单地说就是用某时刻上站的水位预报一定时间后下站的水位。
假设水流大体已经汇集于河槽，且下站来水主要来自于上游，又没有回水顶托等外界因素影响，那么影响洪水波传播的因素比较简单，上、下站相应水位过程起伏比较一致，则在上、下站的水位过程线上，常常容易找到相应的特征点（峰、谷和涨落洪段的反曲点等）。
利用这些相应特征点的水位即可制作预报曲线图从河段上、下站实测水位资料，摘录相应的洪峰水位值及其出现时间，就可点绘相应洪峰水位关系曲线及其传播时间曲线，根据曲线预报未来某时间的水位，其公式［１］为：Ｚｐ，ｌ，ｔ＋τ＝ｆ（Ｚｐ，ｕ，ｔ）式中Ｚｐ，ｕ，ｔ：指上站ｔ时洪峰水位；Ｚｐ，ｌ，ｔ＋τ：指下站ｔ＋τ时洪峰水位；而对于在干支流或河湖汇合附近的河段互相受到变动回水顶托河段，这时候影响下站水位变化的主要因素除上游来水外，还有回水顶托，所以，预报时，还必需先分析河段内回水变动情况，受回水影响程度的大小，才能建立相应的关系，其公式［１］为：Ｚｐ，ｌ，ｔ＋τ＝ｆ（Ｚｐ，ｕ，ｔ，Ｚｐ，ｂ，ｔ）式中Ｚｐ，ｕ，ｔ为上站ｔ时洪峰水位；Ｚｐ，ｂ，ｔ为顶托站ｔ时刻洪峰水位；Ｚｐ，ｌ，ｔ＋τ为下站ｔ＋τ时刻洪峰水位。
根据荆江河段特点，在荆江上段（枝城－藕池口）包括水文预报站点枝城站、沙市站，采用单一上下游相关法。
而在荆江下段（藕池－城陵矶）包括水文预报站点石首、监利站比降低，水流平缓，水位变化除受上游来水影响外，受城陵矶回水顶托影响明显，采用有回水顶托的上下游关系预报方法。
根据来水情况和水位流量关系特性，并考虑预见期的需要，经过历史洪水过程分析，在荆江形成各水文站洪峰水位预报方案如下：５．１枝城站建立宜昌－枝城相应水位关系曲线，以宜昌水位预报枝城水位。
共收集１９８７～２００３年共５１场洪水资料进行统计分析，得出宜昌－枝城水位关系结点曲线（图１）。
５．２沙市站建立枝城－沙市相应水位关系曲线，以枝城水位预报沙市水位。
共收集１９８７～２００３年资料６９场洪水资料进行分析，得出枝城－沙市水位关系结点曲线（图２）。
５．３石首站以城陵矶水位为参数，建立沙市—城陵矶—石首相应水位关系曲线，用沙市和城陵矶水位预报石首水位。
在得知沙市站洪峰水位（时间为ｔ）Ｚ后，用城陵矶（ｔ－２４）ｈ的水位查沙市站－城陵矶站－石首站洪峰水位相关关系，得出石首站洪峰水位（预报值）。
从沙市站到石首站，洪水传播时间一般取１２ｈ。
共收集１９８７～２００３年共７７场洪水资料进行分析，在关系曲线建立过程中充分考虑城陵矶站水位的４洪峰水位预报方法５荆江各站洪峰具体预报方案图１宜昌－枝城相应水位关系结点曲线５２５０４８４６４４４２４０３８枝城站相应洪峰水位／ｍ宜昌站洪峰水位／ｍ４２４５４８５１５４５７图２枝城－沙市相应水位关系结点曲线４７４５４３４１３９３７３５沙市站相应洪峰水位／ｍ枝城站洪峰水位／ｍ４０４３４６４９５２童哲堂等：荆江河段洪水水位预报方法研究３４９第４期顶托影响，得出石首水位关系结点曲线（图３）。
５．４监利站以城陵矶水位为参数，建立枝城一城陵矶一监利相应水位关系曲线，采用枝城和城陵矶水位预报监利水位。
在得知枝城站洪峰水位（时间为ｔ）后，用城陵矶的同时刻（时间为ｔ）水位查枝城站－城陵矶站－监利站洪峰水位相关关系，得出监利站洪峰水位（预报值）。
从枝城站到监利站，洪水传播时间一般取３６ｈ。
共收集１９９０～２００３年共９７场洪水资料进行分析，在关系曲线建立过程中充分考虑城陵矶站水位的顶托作用对监利站洪峰水位预报的影响，得出监利水位关系结点曲线（图４）。
５．５实时预报方法处理人工作业预报时，许多因素凭经验来判断；而计算机需要严格的推理。
这样在编程时，就要对预报方案进行一些处理。
如何处理恰当，则是编程的关键所在，处理的好坏将直接影响联机实时预报的精度。
对单一相关曲线查算，采用分段一元三点线性插值处理，对于有考虑顶托相关关系曲线查算，则通过线性内插，先算出任意顶托站水位的结点曲线，再根据分段线性插值计算出预报水文站水位。
６．１预报方案的历史拟合评定由于荆江两岸汛期防汛主要参考水位是沙市、石首、监利三站水位，因此主要对沙市、石首、监利三站进行预报检验，利用１９８７～２００３年的长江水文洪峰资料，运用上述预报方法对荆江的沙市、石首、监利三站洪峰过程进行历史拟合并计算误差，三站洪峰拟合误差（图５）。
根据水文情报预报规范第４．２．２条，预报方案拟合误差小于０．１ｍ为优秀，则上述三站优秀率分别为：沙市７２．８％、石首７９．２％、监利７６．３％。
６．２试报利用上述水文预报方法对１９６９、１９８１、１９８３年３次洪峰进行预报，三站预报结果见表１。
６预报方案检验图３沙市－城陵矶－石首相应水位关系结点曲线４２４０３８３６３４３２３０２８石首相应洪峰水位／ｍ沙市洪峰水位／ｍ３５３６３７３８３９４０４１４２４３４４４５图４枝城－城陵矶－监利相应水位关系结点曲线４１３９３７３５３３３１２９２７２５监利相应洪峰水位／ｍ枝城洪峰水位／ｍ３７３８３９４０４１４２４３４４４５４６４７４８４９５０５１（ａ）沙市站１９８７～２００３年６９次洪峰拟合误差（ｂ）石首站１９８７～２００３年７７次洪峰拟合误差（ｃ）监利站１９８７～２００３年９７次洪峰拟合误差图５沙市、石首、监利三站洪峰拟合误差０．３０．２０．１０－０．１－０．２－０．３拟合误差／ｍ次数次数次数０．２０．１０－０．１－０．２拟合误差／ｍ０．２０．１５０．１０．０５０－０．０５－０．１－０．１５－０．２－０．２５拟合误差／ｍ预报４４．６２４２．０７４１．７４实况４４．４７４２．０２４３．６７误差＋０．１５＋０．０５＋０．０７预报３９．３２３８．０２３９．３８实况３９．１２３７．８４３９．３１误差＋０．２０＋０．１８＋０．０８预报３５．３３３５．７５３６．６３实况３５．７８３５．６８３６．７３误差－０．４５＋０．０７－０．１０１９８１－０７－１９１９６９－０７－２０１９８３－７－２０５０．１０５０．５５５３．１８沙市站水位／ｍ石首站水位／ｍ监利站水位／ｍ宜昌水位／ｍ表１１９６９、１９８１、１９８３年３次洪峰沙市、石首、监利预报及误差时间（年－月－日）３５０暴雨灾害第２６卷ＳｔｕｄｙｏｎＦｌｏｏｄＷａｔｅｒＬｅｖｅｌＦｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｉｎＪｉｎｇｊｉａｎｇＴＯＮＧＺｈｅ－ｔａｎｇ，ＬＩＵＨｕｏ－ｓｈｅｎｇ，ＦＵＫｅ－ｊｉｎ，ＣＨＥＮＧｕｏ－ｇａｎｇ，ＬＵＬｉ－ｂｉｎｇ，ＭＡＯＹｉ－ｗｅｉ（１．ＪｉｎｇｚｈｏｕＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ４３４１００F ２．ＪｉｎｇｚｈｏｕＨｙｄｒｏｌｏｇｙＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＳｕｒｖｅｙＢｕｒｅａｕ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ４３４１００F３．ＷｕｈａｎＣｅｎｔｒａｌＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＯｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｉｄｉｏｇｒａｐｈｉｃｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｓｃｈｅｍｅｏｆｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｉｎｅｖｅｒｙｓｔａｔｉｏｎｉｎＪｉｎｇｊｉａｎｇｒｅａｃｈｅｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｓｔｅｓｔｅｄ．Ｂｙｍｅａｎｓｏｆｕｐｐｅｒｓｔｒｅａｍａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｆｌｏｏｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ，ｕｐｐｅｒｓｔｒｅａｍａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｒｅｌｅｖａｎｔｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｓｉｎＪｉｎｇｊｉａｎｇｓｕｃｈａｓＹｉｃｈａｎｇ－Ｚｈｉｃｈｅｎｇ，Ｚｈｉｃｈｅｎｇ－Ｓｈａｓｈｉ，Ｓｈａｓｈｉ－Ｃｈｅｎｇｌｉｎｇｊｉ－Ｓｈｉｓｈｏｕ，Ｚｈｉｃｈｅｎｇ－Ｃｈｅｎｇｌｉｎｇｊｉ－Ｊｉａｎｌｉａｎｄｓｏｏｎ，ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＩｔｃａｎｗｅｌｌｆｏｒｅｃａｓｔｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｏｆｅｖｅｒｙｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｉｎＪｉｎｇｊｉａｎｇ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｅｓｔｉｎｇｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｔｈｒｅｅｆｌｏｏｄｐｅａｋｓｉｎ１９６９，１９８１，１９８３，ｔｈｉｓｓｃｈｅｍｅｓｈｏｗｓｇｏｏｄａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＪｉｎｇｊｉａｎｇF ＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄF Ｒｅｌｅｖａｎｔｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｍｅｔｈｏｄ由上表可见，本预报方案对３次洪峰预报，除了１９８１年７月监利站预报误差达到－０．４５ｍ，其余预报误差都在０．２０ｍ以内，而这三次洪峰代表了长江中游三类典型的洪水类型，１９６９年７月为长江中游型洪峰，１９８１年７月为长江上游型洪峰，１９８３年７月为长江上中游遭遇型，可见本方案具备较好的适应性。