第六章 实时洪水预报
《洪水预报方案》课件
选择精度高、误差小的模型。
适用性
根据流域特点、数据条件和预报要求选择合适的模型。
可操作性
选择易于操作、计算效率高的模型。
可靠性
选择经过实践检验、可靠性高的模型。
模型的适用范围和局限性
01 降雨径流模型适用于பைடு நூலகம்流域短期洪水预报 。
02 水文模型适用于大流域中长期洪水预报。
03
数值模型适用于复杂流域洪水预报，但计 算量大、精度不稳定。
洪水预报的重要性和意义
重要性
洪水预报能够提前预警，为相关部门和公众提供充足的时间进行应对和准备，有效减少 人员伤亡和财产损失。同时，准确的洪水预报还有助于合理安排防洪资源，提高防洪减
灾的效率和效果。
意义
洪水预报不仅有助于保障人民生命财产安全，还能促进社会经济的可持续发展。通过洪 水预报，可以提前采取措施保护关键基础设施、农业生产和生态环境等，减少灾害对社 会经济发展的影响。此外，洪水预报还有助于提高人们对自然灾害的认识和防范意识，
该洪水预报方案针对某流域的洪水灾害，通 过建立多尺度模型和数据融合技术，实现了 对流域内所有关键水文站点的洪水预报，提 高了预警准确率，为地方政府和相关部门提 供了有力的决策支持。
05
洪水预报方案的评估和改进
洪水预报方案的评估方法
及时性评估
评估洪水预报方案发布预警的及时性，即 预警发布时间与洪水发生时间之间的时间
援效率。
02
提高应急响应能力
准确的洪水预报能够为应急响应 提供宝贵的时间，使相关部门能
够及时采取应对措施。
04
促进科研发展
洪水预报方案的制定和实施需要 依靠先进的科学技术和设备，能 够促进相关科研领域的发展。
洪水灾害预警与救援预案
涉及民众生活 资金
包含受灾民众的生 活、食品、医疗、 就业等各方面所需
救助措施
提供紧急物资
食品和饮用水的供应 医疗器械和药物的调配 临时住所的安置
提供心理援助
心理咨询服务 心理疏导活动 心理康复指导
救助机制的完善
01 加强对受灾地区的长期关注 02 完善法律法规保障
03
建立救援机构
为了有效响应洪水灾害，建立专门的救援机构是必不可少的。 这些机构可以调动全社会资源参与灾害救援工作，提供更加 有力的支持和保障。同时，救援机构也需要不断完善和提升 自身的处置能力，以更有效地应对各类灾害情况。
● 06
第六章 洪水灾害后续工作及 总结
洪水灾害后续工 作
洪水灾害发生后，首先需 要进行灾后评估，了解灾 情和受灾情况，然后制定 重建规划，确保受灾地区 尽快恢复正常生活秩序。
总结
问题及应对措 施
总结救援过程中出 现的问题，并提出 相应的应对措施
改进建议
提出针对性的改进 建议，以提升救援 工作的效率和质量
03 预警发布平台
发布及时预警信息
预警系统的作用
01 及时发布预警信息
提前通知可能受灾人群
02 辅助灾害救援
指导和支援救援行动
03
预警系统建设需注意的问题
数据质量问题
保证监测数据准确 性
预警信息准确 性
提高预警信息的准 确度
预警系统的改进方向
提高预警覆盖率
扩大预警范围 加强监测设备覆盖
加强与救援部门的 联动
保障人民生命财产 安全
强化抢险救援 力量
提高抗灾救援能力
应急响应阶段性工作
救援工作
迅速组织抢险救灾
灾后重建
水利工程中的洪水模拟与预警系统
水利工程中的洪水模拟与预警系统第一章：引言水利工程中的洪水模拟与预警系统一直以来都是一个重要的研究领域。
洪水是一种天灾，它给人类社会带来巨大损失，因此在水利工程中及时准确地预测和预警洪水发生对于保护人民生命财产安全至关重要。
本文将重点介绍水利工程中的洪水模拟与预警系统的原理、应用以及未来发展方向。
第二章：洪水模拟系统洪水模拟是利用数学和计算机技术模拟洪水的生成、发展和传播过程。
洪水模拟系统通常包括输入模块、计算模块和输出模块。
输入模块用于获取洪水模拟所需的地理、气象、水文等数据，计算模块通过数学模型对洪水进行计算和模拟，输出模块将模拟结果以图表、报表等形式呈现。
洪水模拟可以帮助工程师评估洪水的危险程度，为水利工程的设计与规划提供数据依据。
第三章：洪水预警系统洪水预警系统是基于实时监测、数据传输和信息处理技术，通过对洪水的实时监视和数据分析，及时发出预警信息，以便采取相应的措施减少洪灾造成的损失。
洪水预警系统通常由监测站、数据传输系统、数据处理与分析系统和预警发布系统组成。
监测站负责实时采集洪水相关数据，数据传输系统将监测数据传输到数据处理与分析系统，数据处理与分析系统对数据进行处理并生成预警信息，预警发布系统将预警信息传达给相关部门和居民。
第四章：洪水模拟与预警系统的应用洪水模拟与预警系统在水利工程中的应用十分广泛。
首先，洪水模拟与预警系统可以用于水库调度，通过模拟水库容积变化和洪水泄流过程，预测洪水峰值到达时间和水位，从而合理安排水库蓄水和泄洪计划。
其次，洪水模拟与预警系统可以用于城市排水管理，通过模拟雨水径流过程和城市排水系统工作情况，预测城市内涝风险区域，为城市排水系统的设计和改进提供依据。
此外，洪水模拟与预警系统也可以用于自然灾害风险评估、土壤侵蚀预测等方面的应用。
第五章：洪水模拟与预警系统的挑战与展望尽管洪水模拟与预警系统在水利工程中取得了一定的成绩，但仍然面临一些挑战。
首先，数据质量和数据更新的问题是制约洪水模拟与预警系统应用的关键因素，如何获取准确、实时、连续的监测数据是一个亟待解决的问题。
水文预报总复习
面反映t时刻的水面比降大小，同时它还反映了底水的高低
和区间暴雨入流、回水顶托、断面冲淤等因素的影响。
2.2 合成流量法
合成流量的概念：
同时流达下游断
面的上游干、支
流站的相应流量
之和。
n
预报下游站流量的关系式
Q下 t f（ Q上 i，t i）
相关线时，则应该进一步分析其影响因素，从而找出相应的处
理方法：其影响因素有：
� 洪水波的展开和扭曲现象(主要是水面的附加比降引起的)；
� 上下游断面间的区间有径流汇入(区间入流)；
� 河段形态和沿岸水文地质条件的变化。
以下游站同时水位为参数的相应水位法预报
方案的制作步骤：
①从以往实测的上、下游站的水位过程线，摘录相应
重新假设超渗时段m，回到③，直到相符。
第三章 降雨产流预报
7. 应用降雨径流相关图
推求时段净雨量
P
①求本次降雨开始时的Pa，0 ；
②按逐时段累积降雨量在关
系图上查得累积径流量；
③由相邻时段的累积径流量之
差得时段净雨量
应用中注意：
时段内降雨强度尽可能均匀，
以免带来误差；
若含有降雨历时或雨强等变
量，且影响灵敏，则可能带来
参数估计误差；③模型输入资料误差。误差修正方法有：
①对模型参数实时校正，如最小二乘估计；②对模型预
报误差进行预测，如自回归修正法；③对状态变量进行
估计，如卡尔曼滤波法。
3、实时洪水预报系统历史水文资料选择时对雨量站、洪
水资料如何选择？P220-221
掌握把选定的水文预报模型用矩阵形式表示：如已知某
洪水预报与调度PPT课件
(3-4)
式（3-1）式、（3-3）联解，即得马斯京根流量演算方程
Q 下 2 C 0 Q 上 2 C 1 Q 上 1 C 2 Q 下 1 （3-5）
.
37
其中
1
1
1
t Kx
t Kx
K Kx t
C0
K
2
Kx
1
t
, C1
K
2
Kx
1
t
,C2
K
Kx
2 1
t
（3-6）
2
2
2
C0+C1+C2=1 确定 K、x——→C0，C1，C2——→ 由 Q 上～t 求 Q 下～t
• 水库调度
.
20
流域降雨径流 预报
.
21
太阳
水汽
风输送
（大循环）
降水
降水
蒸发 E
地面径流 R
海洋
地下径流
降水 P 蒸发（小循环）
陆地
水文循环示意图
.
22
流域降雨径流预报
地面净雨—→（地面汇流计算） 降雨—→（产流计算）—→ 壤中流净雨—→（表层汇流计算）
《水文预报》课程多媒体课件(培训课件)解析
扬州大学水利科学与工程学院
二0一一年九月
在《水文学原理》课程中我们曾经介绍过：根据研究任务的 不同，水文学可以分为以下几门学科：
水文测验与资料整编 水文预报 水文分析与计算 水文水利计算 水利计算
水文学
其中水文分析与计算和水文预报都是解决“预报”性质的任务，有其统一的一面，但
的预报。（降雨径流预报）
我国是以雨洪径流为主的国家，以短期的雨洪径流预报的开展 最普遍。所以本教材根据我国的实际情况和教学大纲的要求，也以 此为主要内容。 而短期的雨洪径流预报包括：河段洪水预报、降雨径流预报、 水库水位流量预报。
相应水位（流量）法 河段洪水预报 河道流量演算法 产流量预报 短期雨洪径流预报包括 降雨径流预报 径流过程预报 水库水位流量预报
段，河槽内水量迅速增加形成洪水波，增加的水量向下游传播，称
为洪水波的运动。
B A D
（1）波体：在原稳定流水面上增加（附加） 的水体，如ABCDA。 （2）波峰：波体轮廓线上的最高点（水深 最大的点B）。 C（3）波高：波体轮廓线上的波峰相对于稳定流 水面的高度。如BD
（4）波前：以波峰为界，波峰之前的称为波前。如BCDB （5）波后：以波峰为界，波峰之后的称为波后。如BADB （6）波长：波体与稳定流水面交界的水流方向的长度称为洪水波波长。如AC （7）附加比降：洪水波水面相对于稳定流水面的比降。附加比降可近似地用洪水波的水 面比降和稳定流水面比降的差值来表示。即
所以将主要介绍本教材的第二章、第三、第四章、第五章、第
十章；而第六章、第七章、第八章仅作一般介绍。
二、水文预报的作用 水文预报是为国民经济和水利建设服务的一项基本工作，在以下
第6章 实时洪水预
时间：2012-5-7
第一节 概论
实时洪水预报：在当前状况下，对将来某一
时刻（预见期）水情状态进行预报。
输入过程：当前时刻以前的实时水雨情信息
（要求准和方法；
根据生产实际需要、实际系统状况重点要
研究和考虑如下3方面的问题： 洪水预报模型建立；
观测资料误差动态监控分析、系统自适
应动态跟踪与模型误差实时修正； 系统遇不正常情况的修复与处理。
第二节 实时洪水预报建模
实时洪水预报建模：对具体预报流域进行
特征了解、建模特征值确定、资料准备和预报
建模四个环节过程。
2.1 流域基本特征
一、气候特征：
流域的气候与实时洪水预报建模关系十分密切，主要要了解流域的：
流域建模要了解的流域洪水特征，主要包括： 历史特大洪水发生年份、洪水发生频率； 洪水预见期、洪水发生历时、洪水的涨落速率、洪峰与洪量大小、洪水过 程特征的季节性变化； 地下水水源比例情况、洪水径流系数； 洪水受人类活动的影响程度等。 洪水水文特征的了解为历史代表性洪水的选择、计算时段长确定、汇流结 构和汇流参数确定、预报时段数及整个模型结构的确定提供信息。
预见期可据历史洪水资料来分析确定。对于一 场洪水的预见期，可以据实测的流域平均降雨和 流量过程确定，如图6-1。
2.2 特征值确定
二、时段长（或计算时段间隔）：洪水预报时段长确定，取决于流域洪水特征、
信息利用、资料和计算工具条件。 从洪水特征及信息利用角度考虑，时段长取得越短越好。短的时段可以完整的 反映洪水过程、可提供更多的洪水预报信息及少损失预见期等，但时段长取得 过短将带来实时资料采集的困难和计算工具速度跟不上等问题。因此需要综合 两方面的因素，适当延长时段间隔，但至少要使洪水涨峰段有四个时段以上， 否则时段太长，洪水形状、洪水特征不能充分反映，信息量太少给分析汇流参 数（如单位线分析）和实时修正等带来困难。对于资料条件许可的流域，特别 是有遥测自动采集系统的流域，时段长可适当取短些，在我国通常取1小时，如 果是小流域，也可取半小时。但如果是水库流域，一般不宜取时段间隔小于1小 时。
水文预报复习资料
第一章绪论1、水文预报的概念依据水文现象客观规律，利用实测水文气象资料，应用肯定原理、技术和方法，对水文要素〔或其特征值〕的将来状况进展推测。
2、何为水文预报(1)降雨后发生了什么？依据的信息对将来肯定时期内水文状态作出定性或定量的推测。
信息：水文状态：(2)水文预报的内涵与实质？以水文水资源学科根本理论与方法为根底，严密结合生产实际，构建具体的预报方法/ 预报方案/预报调度系统，效劳于生产实际。
水文预报水文气象资料：降水、蒸发、气温、水位、流量、冰情等原理：气象学、水文学、水力学等技术:遥测、遥感、计算机、现代通信技术、GPS 等方法:成因分析法、统计相关法、系统分析法预见期:预报公布时刻与预报要素消灭时刻之间的时距预见期的长短随预报工程、预报条件〔依据的资料〕和技术水平不同而异。
预见期与精度间关系:预见期增长，影响因素增多，偶然性加大，使得预报精度降低水文预报的内容流域或区域性洪水与旱情推测水体封冻开冻状况及冰凌冰情推测积雪及冰川融雪径流预报水利水电工程施工期预报水工程运行期水文要素预报河道沿程水文要素变化预报水文预报争论层面发生变化传统水文：包括水文测验水文预报水文计算现代水文：包括水资源水环境水生态水文预报的效劳层面发生变化1、传统水文预报向现代实时洪水预报调度系统延长2、防洪减灾向水资源评价开发利用和治理延长3、水文模型向面污染模型和生态评价模型延长人类活动对流域水文情态/水文预报的影响：1、人类活动转变了自然面貌，从而转变了陆面的水文情态2、中国具有世界上最猛烈的人类活动，水文预报自然受到最猛烈的人类活动影响3、人类对流域环境过度和无序的干扰，破坏了水文气象资料的全都性和代表性气候变化对水文情态/水文预报的影响：1、对工业、农业、生态环境和人们生活产生影响2、全球水文循环加剧并对区域水资源和水文预报产生肯定的影响3、易造成极端水文特别大事的发生，导致洪水和干旱的频率与强度增加，准确做出预报更加困难4、防洪安全、水资源安全、水工程安全和水生态环境安全问题对预报提出更高要求1998 年长江大洪水特点1、全流域性的大洪水2、洪水次数多：8 次洪峰3、洪水量级大：百年一遇4、洪峰水位高：屡次超历史最高5、洪水持续时间长6、洪水发生早，来势猛2023 年淮河洪水特点：1、降雨历时集中,强度大,分布范围广2、干支流洪水并发,暴雨洪水组合恶劣3、洪水涨势猛,水位高,持续时间长4、流量和洪量大水文预报的分类1、按预见期的长短短期预报中长期预报长期预报超长期预报2、按预报内容洪水预报枯水预报冰情预报台风风暴潮预报沙量预报3、按预报范围或水体河道洪水预报河口水文预报流域水文预报区域水文预报水库水文预报湖泊水文预报短期预报：要由水文要素做出的预报，预见期一般为数小时至数天，包括河道洪水预报和流域降雨径流预报、水库水文预报等中长期预报：包括气象预报性质在内的水文预报，预见期在2～5 天以上，10～15 天以内，汛期洪水总量预报，枯季月径流量预报，年径流量预报，旱涝趋势预报。
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第六章实时洪水预报
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3、实时洪水预报误差修正
三、递推最小二乘法 静态估计 动态估计 最小二乘法进行误差修正时存在的问题 1、每预测一次就要做一次最小二乘 2、随着时间的延续，资料系列加长，超出计 算机内存限制。
3、实时洪水预报误差修正
• 递推最小二乘法的核心思想 以前一时段状态推导预报时刻参数。
计算方程：
C t = C t −1 − Pt −1 X (1 + X
(t ) ( t )T
Pt −1 X ) ( X
( t ) −1
( t )T
C t −1 − yt )
Pt −1 = ( X tT−1 i X t −1 ) −1
四、误差修正方法应用
1、修正方法的有效性评价与检验 有效性系数
四、误差修正方法应用
• 2、方法的适用性 方法修正的原理是什么？ 对于误差的要求是什么？
4、实时作业预报与问题处理
一、洪水预见期的延长 回忆：什么是预见期？ 影响预见期的因素有哪些？ 如何延长？ 防洪预案—未雨绸缪
降雨预报 实际降雨 净雨 预报洪峰 调洪最高水位
4、实时作业预报与问题处理
二、雨量资料问题处理 1、观测误差 2、暴雨中心区域雨量站密度太低 3、雨量资料缺测的处理 4、高强度降雨偏小 5、雨量信号误差
4、实时作业预报与问题处理
三、流量资料误差 入库流量、出库流量的确定？ 造成入库流量锯齿状的原因分析
4、实时作业预报与问题处理
四、水库入库流量预报的考核指标 洪水预报三要素 规范要求
5、实时洪水预报系统功能简介
防汛水情会商系统主要利用B/S（浏览器/服务器）三层体系结构， 以水雨情综合数据库为基础，地理信息系统(GIS)为平台，采用 Active Server Page、动态HTML、COM/DCOM组件、WEBGIS、 Java Applet等先进的网络技术，通过WEB服务，利用浏览器实现防 汛水情信息的实时查询，分析，显示和整理入库。
水库洪水调度系统
系统 简介
信息 查询
洪水 预报
洪水 调度
数据 管理
帮助 向上 级传 数据
专用库
网络库
预 预 报 报 库 库
调 调 度 度 库 库
历 历 史 史 库 库
工 工 情 情 库 库
实 实 时 时 库 库
遥 遥 测 测 库 库
水情 遥测
系统总控界面
系统简介
信息查询
洪水预报
洪水调度 新方案
数据管理
帮助 使用说明
设置时间 多媒体演示 Web信息查询 打印机设置
雨情 水情 工情 预报成果 调度成果 水库风光
洪水预报
数据维护 数据导入 预报数据 调度数据 实时水情 雨量整编
站码维护
数据提取
原方案
关于系统
5、实时洪水预报系统功能简介
会商子平台功能分布。