工程水文学辅导资料

工程水文学辅导资料九

主题：第五章水文预报

学习时间：2014年11月24日－11月30日

内容：

这周我们将学习本门课程内容的第五章。希望下面的内容能加深同学们对相关知识的理解。

一、学习要求

1. 了解水文预报的作用

2. 掌握短期洪水预报的内容

3. 掌握施工洪水预报

4．了解水文预报精度评定

二、主要内容

（一）水文预报的作用

水文预报就是利用已知信息对未来一定时期内的水文情势做出定性或定量预报。

已知信息：对预报水文情势有影响的一切信息。

水文情势变量：任一水文要素（流量、水位、冰情、旱情）或水文特征量。

水文预报的作用：

是防汛抗旱、有效利用水资源以及水利水电工程设计、施工、调度、管理等的重要依据。

可靠的洪水预报对防止洪水灾害的发生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。

在水库管理工作中，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（称为错峰），即区间洪水很大时，水库把上游来的洪水暂时蓄存起来，待区间洪峰过后，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。在预报的洪水未到来之前，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。

（二）短期洪水预报

降雨径流预报

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段面的洪水过程。

预见期的确定

目前的短期洪水预测，都是把实测的降雨作为输入（已知条件）来预报未来的洪水；短期洪水预报的预见期是指洪水的平均汇流时间。

预见期的影响因素

一个特定的流域，洪水的预见期是客观存在的，是反映流域对水流调蓄作用的特征量，表达水质点的平均滞时，其大小与流域面积、流域形状、流域坡度、河网分布等地貌特征及降雨、洪水等水文气候特征有关。

不同特征的洪水有不同的预见期（由于降雨强度与时空分布、暴雨中心位置与走向及水流运动速度都是变化的）。

确定预见期的方法

源头流域，可将主要降雨结束到预报断面洪峰出现的时间差作为洪水预见期。

区间流域洪水预报或河段洪水预报，

（1）当区间来水对预报断面洪峰影响不大时，LT=上下游断面间水流的传播时间。

（2）若暴雨中心集中在区间（上断面没有形成有影响的洪水）流域，LT=区间洪水主要降雨结束到下游预报断面洪峰出现的时间差。

（3）若降雨空间分布较均匀（上断面和区间都形成有影响的洪水），LT=min(河段传播时间和区间流域水流平均汇集时间)。

根据河段洪水波运行和变形规律，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）的方法称为河段洪水预报。

（三）施工洪水预报

施工区来水量预报主要由上游邻近水文站的预报洪水过程经河道演算后求得。

除短期水文预报外，往往还要有中长期水文预报予以配合，以便对施工现场进行布设和处理。

围堰的设计标准一般能抵御20年一遇的或稍大一些的洪水，抗洪能力不强，因此要特别提防非汛期的局地性暴雨形成的洪水，如汛末和枯水期的中小洪水，以免围堰过水，淹没坑基。

（四）水文预报精度评定

编制方案的资料要求

洪水预报方案的可靠性取决于编制方案使用的水文资料的质量和代表性。使用样本数量不少于10年的水文资料，应包括大、中、小水各种代表性年份，保证有足够代表性的场次洪水资料，湿润地区不少于50次，干旱地区不少于25次，当资料不足时，应使用所有年份洪水资料。对于代表性年份中大于样本洪峰中值的洪水资料应全部采用，不得随意舍弃。方案编制完成后，应进行精度评定和检验，衡量方案的可靠程度，确定方案的精度等级。

精度评定

评定内容：预报方案精度评定、作业预报的精度等级评定和预报时效等级评定。

评定项目：洪峰流量（水位）、洪峰出现时间、洪量（径流量）和洪水过程。

注：评定洪水过程的预报精度时，其精度都需与对应预见期联系。一般预报精度评定只对预见期内的预报结果有效，超过洪水预见期的预报结果不作精度评定。

误差指标

绝对误差：水文要素的预报值减去实测值为预报误差，其绝对值为绝对误差。多个绝对误差值的平均值表示多次预报的平均误差水平。

相对误差：预报误差除以实测值为相对误差，以%表示。多个相对误差绝对值的平均值表示多次预报平均值相对误差水平。

许可误差

依据预报精度的使用要求和实际预报技术水平等综合确定的允许误差范围。

三、相关例题

（一）选择题

1.水文预报就是利用已知信息对未来一定时期内的水文情势做出定性或定

量预报。（）

A.对

B. 错

2.水文预报是预计某一水文变量在（）的大小和时程变化。

A. 任一时期内

B. 预见期内

C. 以前很长的时期内

D. 某一时刻洪水资料【参考答案】1.A 2.B