水文预报
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。
水文预报开题报告
水文预报开题报告水文预报开题报告一、研究背景水文预报是指通过对水文要素的监测和分析，利用数学模型和统计方法，预测未来一段时间内的水文变化趋势，为水资源管理、防洪减灾和水利工程运行提供科学依据。
水文预报在农业、工业、城市供水、环境保护等领域具有重要的应用价值。
二、研究目的本研究旨在探索水文预报的方法和技术，提高水文预报的准确性和可靠性，为相关领域的决策提供科学依据。
具体研究目标如下：1. 分析水文要素的时空变化规律，建立水文要素的数学模型；2. 探索水文要素与气象、地质、人类活动等因素的关联性；3. 利用统计方法和机器学习算法，对水文数据进行处理和分析；4. 提出改进水文预报方法的建议，提高预报准确性。
三、研究内容本研究将围绕以下几个方面展开：1. 水文要素的时空变化规律分析通过对历史水文数据的收集和整理，分析水文要素（如降雨量、径流量、水位等）的时空变化规律。
利用统计方法和时序分析技术，揭示水文要素的周期性和趋势性变化。
2. 水文要素与环境因素的关联性研究探索水文要素与气象、地质、人类活动等因素之间的关联性。
通过分析多个变量之间的相关性，建立水文要素与环境因素的数学模型，为水文预报提供更准确的输入数据。
3. 水文数据处理和分析针对水文数据中的噪声、缺失值等问题，采用数据插值和异常值处理方法，提高数据质量。
利用统计方法、机器学习算法等技术，对水文数据进行挖掘和分析，提取有用的信息。
4. 改进水文预报方法根据前期研究的结果，提出改进水文预报方法的建议。
可以尝试引入新的模型和算法，结合多个模型进行集成预报，提高预报准确性和可靠性。
四、研究方法本研究将采用以下方法进行实施：1. 数据收集和整理收集历史水文数据、气象数据、地质数据等相关数据，进行数据清洗和整理，建立完整的数据集。
2. 数据分析和建模利用统计方法和时序分析技术，对水文要素的时空变化规律进行分析。
通过回归分析、相关性分析等方法，研究水文要素与环境因素的关联性。
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。
03
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。
02
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
水文预报
华南理工大学水利水电工程系黄国如
例如1998年8月长江中下游发生近百年一遇的特大洪水，由 于及时准确的洪水预报，对葛洲坝水库和隔河岩水库科学 调度，使三峡以上来的洪水和清江洪水的洪峰互相错开，
大大降低了荆江河段的洪峰水位，避免了荆江分洪损失，
为战胜该年发生的特大洪水做出了巨大贡献。 洪水预报还可较好地解决水库防洪与兴利的矛盾，在预报
华南理工大学水利水电工程系黄国如
（3）计算时段Δt的选择
Δt不能取得太长,以保证流量过程线在Δt内近于直线； 为在计算中不漏掉洪峰,选取的Δt最好等于河段传播时间τ。
（4）预见期问题
马斯京根法用于预报时是没有预见期的。 如果取Δt=2kx，则Co=0,有一个时段的预见期。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
相应水位是指在河段同次洪水过程线上，处于同一位相点上、下站的水位称 为相应水位。如下图所示某次洪水过程线上的各个特征点，例如上游2点洪峰
水位经过河段传播时间τ，在下游站2’点的洪峰水位，就是同位相的水位。
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（2）相应水位（流量）法的基本方程
河段无区间入流：设河段上游站流量为Q上,t，经过时间τ的传 播，下游站的相应流量为Q下,t+τ，两者的关系为 Q下,t+τ=Q上,t－ΔQL 式中：ΔQL为洪水波展开量，与附加比降有关。 河段有区间入流q：两者的关系为 Q下,t+τ=Q上,t-ΔQL + q
华南理工大学水利水电工程系黄国如
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5.2.4
马斯京根洪水演算法
天然河道里的洪水波运动属于不稳定流，洪
水波的演进与变形可用圣维南方程组来描述。水 文学上的流量演算法是在圣维南方程组简化的基 础上，利用河槽的水量平衡方程替代连续性方程 ，用河段的蓄泄关系替代动力方程，然后联立求 解，将河段的入流过程演算为出流过程的方法。
水文预报总复习
2.3 流量演算法
流量演算法是在圣维南方程组进行简化的基础上， 流量演算法是在圣维南方程组进行简化的基础上，利 是在圣维南方程组进行简化的基础上 水量平衡原理和 用河段的水量平衡原理 蓄量关系把河段上游断面的入流 用河段的水量平衡原理和蓄量关系把河段上游断面的入流 量过程演算成下游断面的出流量过程的方法。 量过程演算成下游断面的出流量过程的方法。 槽蓄曲线的一个重要特性是槽蓄曲线的坡度就是河段的 槽蓄曲线的一个重要特性是槽蓄曲线的坡度就是河段的 传播时间。 传播时间。
R fc =(R − ∑ i )/ ∑ i G R Pi E i i
P i≤ C E F P i> C E F
检验超渗时段是否与假设相符， 若相符， 即为所求， ⑤ 检验超渗时段是否与假设相符 ， 若相符 ， fc 即为所求 ， 否则 重新假设超渗时段m，回到③ 直到相符。 重新假设超渗时段 ，回到③，直到相符。
第二章
河段洪水预报
1.洪水波的变形，内因、外因。附加比降。 1.洪水波的变形，内因、外因。附加比降。洪水波的展开反映 洪水波的变形 在相应水位（流量）关系上； 在相应水位（流量）关系上；洪水波的扭曲因导致水面比降的 改变，引起传播速度的变化，主要体现在传播时间曲线上。 改变，引起传播速度的变化，主要体现在传播时间曲线上。 2.河段洪水预报方法： 2.河段洪水预报方法： 河段洪水预报方法 相应水位(流量)法：采用相关分析途径，由过去的资料统计 相应水位(流量) 采用相关分析途径， 分析，建立上、下游相应水位(流量)间的关系和相应的传播时 分析，建立上、下游相应水位(流量) 间关系，然后用以作业预报。 间关系，然后用以作业预报。 合成流量法：把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合 合成流量法： 成流量， 的关系曲线， 成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量Q下t的关系曲线， 即该法的预报方案。 即该法的预报方案。 流量演算法： 流量演算法：按洪水在河段运动中应遵守的水量平衡原理和 能量守恒原理而建立的预报方法。 能量守恒原理而建立的预报方法。
水文预报课程设计
水文预报课程设计一、课程背景水文预报是对水文变量（如水位、流量、降雨等）在时间与空间上进行推算和预测的一项技术。
在防洪、水资源管理、水利工程设计等方面有着重要的应用。
水文预报需要掌握一定的水文规律和计算方法，因此这门课程在水文、水利、环境等相关专业中具有重要意义。
二、课程目标本课程旨在帮助学生掌握水文预报的基本概念、计算方法和技术路线，了解水文预报在防洪、水资源管理、水利工程设计等方面的应用，培养学生的水文预报分析与决策能力。
三、教学内容本课程主要包括以下内容：1.水文变量的描述和统计分析2.水文预报的基本概念和方法3.实时水文预报的数据获取和处理4.模型选择和参数确定5.模型应用和结果解释6.水文预报在防洪、水资源管理、水利工程设计等方面的应用四、教学方法本课程采用理论授课、实践演示和案例分析相结合的方式进行。
课程进度分为两个部分，第一部分以理论知识为主，应用案例为辅。
第二部分以应用案例为主，理论知识为辅。
并通过集体讨论、群体演示等形式，培养学生的团队合作和解决问题的能力，增强学生的实践操作能力。
五、教材与参考书目1.《水文预报实用技术》（陈风生著）2.《水文预报方法与实践》（杨晓蕾著）3.《水文预报与防洪抗旱应急管理》（韩志国著）4.《水文预报技术与工程应用》（林云、赵小敏著）六、作业与考核1.课堂笔记：按照要求记录下课堂重点知识点，积极参与课堂讨论与互动。
2.论文撰写：选择水文预报的一个应用场景，进行实证分析，并撰写一篇不少于2000字的论文。
3.设计作业：结合实际案例，对水文预报的数据分析和模型运用进行设计，提交报告和代码。
七、实验设备与环境本课程需要学生掌握相关的计算机技术和编程语言，例如MATLAB、Python等。
学生需要在实验室环境下利用计算机对数据进行处理分析和模型训练。
实验室具备支持数据处理和编程的计算机设备，并安装了相关软件和工具。
八、教学团队本课程由教授和助教共同组成教学团队。
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第9章水文预报内容简介研究对象本章研究水文现象的客观规律，利用现时已经掌握的水文、气象资料，预报水文要素未来变化过程。
研究内容1.短期洪水预报；2.枯水预报；3.施工水文预报；4.水文实时预报方法。
研究目的在防汛工作中，及时准确的水文预报，是防汛抗洪指挥决策的重要科学依据；在水能、水资源的合理调度、开发利用和保护以及航运等工作中，都需要有水文预报作指导。
第9.1节概述内容提要1. 水文预报的重要作用；2. 水文预报的分类；3. 水文预报工作的基本程序学习要求掌握预见期的定义及水文预报工作的基本程序。
9.1.1水文预报的重要作用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等，把洪水灾害减小到最低限度。
图9.1.1为1998年长江沙市水位预报与实测情况。
图9.1.1 1998年长江沙市水位预报与实测情况在水库管理中，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，把上游来的洪水放出来，从而大大减低下游的洪峰和洪水灾害，例如1998年8月长江中下游发生近百年一遇的特大洪水，由于及时准确的洪水预报，对葛洲坝水库、隔河岩水库和漳河水库科学调度，使三峡以上来的洪水和清江、沮漳河洪水的洪峰互相错开，大大降低了荆江河段的洪峰水位，避免了荆江分洪损失，为战胜该年发生的特大洪水做出了巨大贡献。
表9.1.1为1998葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰、调峰中，降低沙市水位发挥作用的分析结果。
表9.1.1葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰调度对沙市水位的影响另外，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。
9.1.2水文预报的分类1.按预报的项目，水文预报可分为●径流预报：预报的要素主要是水位和流量，水位预报指的是水位高程及其出现时间；流量预报则是流量的大小、涨落时间及其过程。
径流预报又可分洪水预报和枯水预报。
●冰情预报：冰情预报是利用影响河流冰情的前期气象因子,预报流凌开始、封冻与开冻日期,冰厚、冰坝及凌汛最高水位等。
●沙情预报：沙情预报则是根据河流的水沙相关关系,结合流域下垫面因素,预报年、月和一次洪水的含沙量及其过程。
●水质预报：预测河流中污染物迁移转化的时空变化过程。
●施工水文预报：在工程施工期间要进行的特殊预报项目。
2. 按预见期的长短，水文预报可分为●短期水文预报：主要由水文要素作出的预报●中长期水文预报：包括气象预报性质在内的水文预报预报的预见期是指发布预报与预报要素出现的时间间距。
在水文预报中，预见期的长与短并没有明确的时间界限。
9.1.3水文预报工作的基本程序水文预报工作大体上分为两大步骤。
(1)制定预报方案：分析预报要素的形成规律，建立由过去的观测资料推算水文预报要素大小和出现时间的一整套计算方法，即水文预报方案。
制定的方案按国家《水文情报预报规范》要求的允许误差进行评定和检验。
只有质量优良和合格的方案才能付诸应用。
图9.1.2为我国2000年6月30日开始实施的《水文情报预报规范》（SL250-2000）。
图9.1.2 我国现行的《水文情报预报规范》（SL250-2000）(2)进行作业预报:将现时发生的水文气象信息，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，这个过程称为作业预报。
若现时水文气象信息是通过自动化采集、自动传送到预报中心的计算机内,由计算机直接按存储的水文预报模型程序计算出预报结果。
这样的作业预报称为联机作业实时水文预报。
复习思考题1.水文预报方案的评定和检验，是[d]a、都用制定预报方案时的全部实测资料进行b、都用作业预报过程中的时实测资料进行c、用以上两种资料进行d、用制定预报方案中使用的资料来进行评定，而用没有参加方案编制的预留资料进行检验。
2. 洪水预报的预见期是[c]a、洪峰出现的时间b、洪水从开始到终止的时间c、从发布预报时刻到预报洪水出现时刻所隔的时间d、从收到报汛站资料开始到预报的洪水出现所隔的时间第9.2节短期洪水预报内容提要1. 河段中的洪水波运动；2. 相应水位(流量)法；3. 合成流量法；4. 流量演算法；5. 降雨径流预报。
学习要求掌握相应水位(流量)法、合成流量法和马斯京根流量演算方法。
9.2.1河段中的洪水波运动1. 洪水波流域上大量降水后,产生的净雨沿坡地迅速汇集,注入河槽, 由于降雨量时空分布不均匀、河网干支流和分布形状的不同，以及水流汇集速度的快慢，河道接纳的水量沿程不同，使河道沿程水面发生高低起伏的一种波动,称为洪水波。
图9.2.1 河道洪水波水面比降示意图2. 附加比降附加比降是洪水波的主要特征之一。
附加比降∆i 是指洪水波水面比降i 与同水位稳定流水面比降0i 之差，即0i i i -=∆。
图9.2.1为河道洪水波水面比降示意图。
● 当涨洪时： 0i >∆；● 当落洪时： 0i <∆；● 当水流稳定时： 0i =∆。
3.河段洪水波的传播与变形由于河槽的调蓄作用，洪水波向下游传播过程中,不断发生变形，如图9.2.2（动画）所示。
在沿棱柱形河槽运动中其变形有两种形态：图9.2.2河道洪水波传播与变形过程示意图● 洪水波展开：洪水波在传播过程中,波长不断加大,波高不断减小的现象称为洪水波的展开,即A 2C 2>A 1C 1,h 2< h 1。
● 洪水波扭曲：洪水波在传播过程中,波前水量不断向波后转移的现象称为洪水波的扭曲。
在自然河道中，河道断面边界的差异和河段区间入流等条件变化，都对洪水波变形有显著的影响。
i ii 09.2.2 相应水位(流量)法根据河段洪水波运动和变形规律,利用河段上断面的实测水位(流量),预报河段下断面未来水位(流量)的方法,称为相应水位(流量)法。
1.基本原理⑴相应水位（流量）相应水位（流量）是指在河段同次洪水过程线上，处于同一位相点上、下站的水位（流量）称为相应水位（流量）。
如图9-2-3所示某次洪水过程线上的各个特征点,例如上游2点洪峰水位经过河段传播时间τ,在下游站2’点的洪峰水位,就是同位相的水位。
图9-2-3 上、下游站相应水位过程线图⑵相应水位(流量)法的基本方程●河段无区间入流：设河段上游站流量为Q上,t，经过时间τ的传播,下游站的相应流量为Q下,t+τ,两者的关系为：Q下,t+τ=Q上,t-ΔQL(9-2-1)式中ΔQ L--洪水波展开量,与附加比降有关。
●河段有区间入流q两者的关系为：Q下,t+τ=Q上,t-ΔQL+q (9-2-2)2.无支流河段的相应水位预报在制定相应水位法的预报方案时,一般采取水位过程线上的特征点,如洪峰等,作出该特征点的相应水位关系曲线与传播时间曲线。
⑴简单的相应水位法在无支流汇入的河段上,若影响洪水波传播的因素比较单纯,可用简单的相应水位法。
●预报方案：根据上游站和下游站的实测水位过程线,摘录相应的特征点即洪峰水位值及其出现时间(见表9-2-1),并绘制相应洪峰水位相关曲线及其传播时间曲线(图9-2-4)作为预报方案。
●作业预报：按t时上游出现的洪峰水位Z上,t，在Z上,t～Z上,t+τ曲线上查得Z下,t+τ,在Z上,t～τ曲线上查得τ,从而预报出t+τ时下游将要出现的洪峰水位Z上,t+τ。
表9-2-1 长江万县站～三斗坪站相应洪峰水位及传播时间图9-2-4 万县站～三斗坪站相应洪峰水位及传播时间关系曲线图⑵以下游站同时水位为参数的相应水位法下游站同时水位Z下,t就是上游站水位Z上,t出现时刻的下游水位,它与Z上,t一起能反映t时刻的水面比降变化,同时也间接地反映区间入流和断面冲淤以及回水顶托等因素的影响。
●预报方案：制作预报方案时，以下游站同时水位Z下,t为参数作等值线,分别绘制Z上,t ~Z下,t ~Z下,t+τ和Z上,t ~Z下,t ~τ相关曲线,如图9-2-5所示。
●作业预报：按t时刻的水位Z上,t及Z下,t，按图9-2-5的箭头方向查得Z下,t+τ和τ，从而预报出t+τ时下游将要出现的洪峰水位Z上,t+τ。
图9-2-5 以下游站同时水位为参数的水位及传播时间关系曲线图⑶以上游站涨差为参数的水位相关法上述各种洪峰水位预报方案,可近似地用来预报下游站的洪水过程。
但由于它们没有反映洪水过程中附加比降的变化等因素,使预报的洪水过程常常有比较大的系统误差。
为克服这种缺点,可用以上游站水位涨差为参数的水位相关法。
图9-2-6 长江万县水文站~宜昌水文站以上游站涨差为参数的水位预报方案 洪水波通过某一断面时,波前的附加比降为正,使涨水过程的涨率ΔZ 上/Δt 为正;波后的附加比降为负,使落水过程的涨率为负。
因此, 水位(流量)过程线的涨(落)率在很大程度上反映了附加比降和水面比降的大小。
● 预报方案：图9-2-6是长江万县水文站~宜昌水文站河段以ΔQ 上为参数的水位预报方案。
● 作业预报：已知t 时刻的Z 上,t (或Z 下,t )、ΔZ 上(或ΔQ 上)，在图上查出预报的下游水位Z 下,t+τ和预见期为τ。
9.2.3合成流量法在有支流汇入的河段，按照上游干、支流各站的传播时间，把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量的关系曲线，进行预报的方法称为合成流量法。
该法预报下游站流量的关系式为:⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=-n i t i t i Q f Q 1,τ上，下， (9-2-3) 式中，it i Q τ-,上，为上游干、支流各站相应流量；τi 为上游干、支流各站到下游站的洪水传播时间；n--上游干、支流的测站数目。
根据式(9-2-3)的关系该法的预见期取决于上游各站中传播时间最短的一个。
一般情况下,上游各站中以干流站的流量为最大,从预报精度的要求出发,常常用它的传播时间作为预报方案的预见期。
9.2.4流量演算法流量演算法是在圣维南方程组简化的基础上,利用河槽的水量平衡方程替代连续性方程,用河段的蓄泄关系替代动力方程, 然后联立求解,将河段的入流过程演算为出流过程的方法。
1.基本原理河段流量演算是由以下两个基本公式组成：● 河槽时段水量平衡方程S S S t )Q Q (21t )Q Q (21122,1,2,1,∆=-=∆+-∆+下下上上 （9-2-4） 若当河段内有区间入流量q ，将q 值并入到上断面的入流量中进行演算,即: 上上Q Q q '=+● 河段蓄水量与泄流量方程S=f(Q) （9-2-5）式中S 为河段内某一流量所对应的蓄水量。