洪水预报
第五章 河道洪水演算及实时洪水预报
第五章 河道洪水演算及实时洪水预报河道洪水演算，是以河槽洪水波运动理论为基础，由河段上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位、流量过程。
本文着重介绍马斯京根洪水演算方法以及简化的水力学方法。
5.1 马斯京根演算法马斯京根演算法是美国麦卡锡(G . T. McCarthy)于1938年在美国马斯京根河上使用的流量演算方法。
经过几十年的应用和发展，已形成了许多不同的应用形式。
下面介绍主要的演算形式。
该法将河段水流圣维南方程组中的连续方程简化为水量平衡方程，把动力方程简化为马斯京根法的河槽蓄泄方程，对简化的方程组联解，得到演算方程。
5.1.1 基本原理该法的基本原理，就是根据入流和起始条件，通过逐时段求解河段的水量平衡方程和槽泄方程，计算出流过程。
在无区间入流情况下，河段某一时段的水量平衡方程为122121)(21)(21W W t O O t I I -=∆+-∆+ (5-1) 式中：1I 、2I 分别为时段初、末的河段入流量；1O 、2O 分别为时段初、末的河段出流量；1W 、2W 分别为时段初、末的河段蓄量。
河段蓄水量与泄流量关系的蓄泄方程，一般可概括为)(O f W = (5-2)式中：O 为河段任一流量O 对应的槽蓄量。
根据建立蓄泄方程的方法不同，流量演算法可分为马斯京根法、特征河长发等。
马斯京根法就是按照马斯京根蓄泄方程建立的流量演算方法。
5.1.2 马斯京根流量演算方程马斯京根蓄泄方程可写为Q K O x xI K W '=-+=])1([ (5-3)式中：K 为蓄量参数，也是稳定流情况下的河段传播时间；x 称为流量比重因子；Q '为示储流量。
联立求解式(5-2)和(5-3)，得到马斯京根流量演算公式为1211202O C I C I C O ++= (5-4)其中：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∆+-∆--=∆+-+∆=∆+--∆=t Kx K t Kx K C t Kx K Kx t C t Kx K Kx t C 5.05.05.05.05.05.0210 (5-5) 1210=++C C C (5-6)式中：0C 、1C 和2C 为马斯京根洪水演算方法的演算系数，，都是K 、x 和t ∆的函数。
水文站短期洪水预报方法分析
１ 流 域 自然 地 理 概 况
１１ 流 域特 征 ．
５％左 右 ， ０ 且经 常 出 现 强 度 较 大 的暴 雨 ， 由于 雨 强 较大 、 汇流 快 ， 因此 预 见 期较 短 。 １ 水 利 工 程情 况 ． ４ 该 站控 制 断 面 以上 ，在 我 国侧 没 有 较 大 的 水 利 工 程 ，在朝 鲜 境 内 的支 流 上设 有 多座 大 中型 水 库 及 水 利 发 电工 程 ，修 建 的 水 利 工程 经 常截 流 蓄 水 或 开 闸放 水 ， 该 站 径 流有 一 定 影 响 。 对
湖北科学 技术 出版社 ，９ １ １ ． １９ ，１
【 收稿 日期】 ０ １ ０ －１ ２１－ ２ ４
３ ・ ６
净峰流量预报方案 ， 下游相应 水位 （ 上 流量 ） 预报 方案的应用情况 。 分析论证 了前两种预 报方案在
实际应 用中存在的不适应 因素 ， 最终确 定了适合 该站 的短期 洪水预报方案及 预报 方法。
［ 关键 词】十三道 湾 ； 短期 洪水预报 ； 方法 ［ 中图分类号 ］ Ｖ１４ Ｔ ２ 【 文献标识码 】 Ｂ
２ １ 年第 ６ ０１ 期
［ 文章编号 ］０２—０ ２ （０ １０ １０ ６ ４ ２ １ ）６—０３ —０ ０５ ２
东北水利水电
水文水资源
水文站短期洪水预报方法分析
丛 立林 ， 伟 战
（ 吉林省水文水资源勘测局 白山分局 ， 吉林 白山 １４０ ） ３３０
［ 要］ 摘 文章介 绍 了 十三道 湾水文站短期 洪水预报工作 中 ， 在 降雨径 流相 关 图预报方案 ， 径流 、
４） 动模 板 起 滑后 ， 滑 一般 不 要 中途 停 滑 。
速度过大 ， 脱模后混凝土易下坍而产 生波浪状 ， 给 抹面带来困难 ， 面板表面平整度不易控制。滑升速 度过小 ， 易产生粘模而使混凝土拉裂 。 每次滑升距
海河流域中小河流洪水预报系统设计与实现
■
用 户 Ｗ ｂ 务 器 结 果库 计 算摩 务 罄 ｅ腰
图 １ 系统结 构流程 图
卖 时库
关键词： 中小河流；洪水预报 ；分布 式水文模型；数字水 系； 网络地理信 息系统
Ｄ ： １． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ １ ６ ９ ． ０ ２０ ．０ ０Ｉ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ｎ １ ７ － ３ ６ ２ １ ． ８ ０ ５
１ 引言
近年来，全球气候变暖 ，极端天气事件频发，局地暴雨
据 库 ，并 以表 格或 图形 的方 式 通 过 客 户 端 浏 览 器 展 现 给 决 策 者和业务人员 （ 图 １。 见 ）
常建立在实时 自动预报基础之上；其 次，流域 总出口断面 的
预警水文要素 （ 流量 、水位 ）是可 以被测知的 ，但 中小河流
突 发性洪水 灾害发生 的地 点往 往是流域 中的某个支 流 ，因 而， 必须对洪水在整个流域境 内的分布 及演进情况有一个精 确地描述 ， 传统的基于集总方式的洪水预报 已不 能满足 中小 河流突发性洪水预报的要求 ， 故采用了更为先进 的分布式水 文模 型。与传统 的集总式水文模型相 比，分布式水文模型充 分考虑 了流域 空间变异性 ，模型具有明确 的物 理意义 ，能够 更加客观科学地揭示流域 内的水文循环过程。 于分布式水 基
２ ２ 建 设 内容 ． 系 统 建 设 主 要包 括 ：数 字 流 域 水 系 信 息 提 取 、分 布 式 水
文模拟 、误差校正、结果展示 。
数 字 流 域 水 系信 息提 取 ：基 于 数 字 高 程 模 型 （ Ｍ ）实 ＤＥ
水文预报课程设计
水文预报课程设计澴河流域洪水预报方案编制姓名：***学号：2014********组号：15目录一、设计目的 (1)二、课程设计任务 (2)任务一、A 站降雨径流相关图制作与预报 (2)1流域自然地理特征 (2)2水文气象特征 (3)3预报站基本情况 (3)4水利工程概况 (3)5预报方案编制说明 (4)5.1流域特征提取 (4)5.2水文数据整理 (5)5.2.1雨量站权重 (5)5.2.2原始流量资料格式处理 (5)5.2.3历年最枯流量平均值 (6)5.2.4流域平均蓄水容量WM (6)5.2.5流域月蒸发能力Em (7)5.2.6消退系数K (7)5.2.7退水曲线 (8)5.2.8蓄泄关系曲线 (10)5.3产流分析 (11)5.3.1产流模式 (11)5.3.2洪峰流量频率分析 (12)5.3.3产流量计算 (14)5.4水源划分 (18)5.4.1两场洪水分析Fc (18)5.4.2Fc分析 (21)5.5汇流分析 (22)5.5.1单位线 (22)5.5.2线性水库 (24)5.5.3水位流量关系图 (24)6方案的检验、评定 (25)6.1产流方案检验评定 (25)6.2汇流方案检验评定 (27)7预报方案的应用和注意事项 (28)8方案作业预报应用 (28)任务二、A 站与H 站相应水位流量法预报 (29)1预报站基本情况 (29)2水利工程概况 (29)3预报方案编制说明 (30)3.1基本资料引用 (30)3.2采用方法及有关处理技术 (30)4方案的检验、评定 (30)5方案作业预报应用 (30)三、课程设计的总结与心得 (32)附录 (33)一、设计目的流域洪水预报方案的用途：洪水预报方案是现代实时洪水预报调度系统的核心部分，是提高预报精度和增长预见期的关键技术。
对水资源可持续利用：流域水文模型是水资源评价、开发、利用和管理的理论基础。
对水环境和生态系统保护：流域水文模型是构建面污染模型和生态评价模型的主要平台。
广西地方标准《中小河流洪水预警预报规范》编制说明
广西地方标准《中小河流洪水预警预报规范》（征求意见稿）编制说明一、项目来源根据自治区科学研究与技术开发计划项目《广西中小河流洪水预报关键技术研究》（合同编号：桂科合1599005-2-3）研究成果及多年来水文预警预报工作实践，编制《中小河流洪水预警预报规范》广西地方标准。
我国现行的行业标准《水文情报预报规范》（GB/T 22482-2008）主要是针对有一定资料系列年限（一般不少于10年，50场）的洪水监测资料，按照编制的预报方案开展洪水预报服务工作，其评价指标只针对有预报方案的站点或河段,对于汇流时间短、突发性强、观测资料短缺的中小河流洪水预警评价目前还没有具体的行业指导，因此，广西壮族自治区水文水资源局通过对中小河流洪水规律的研究，由广西壮族自治区水利厅提出、广西壮族自治区水文水资源局起草了广西地方标准《中小河流洪水预警预报规范》。
二、项目背景及制订的必要性(一) 项目背景广西位于亚热带季风气候区域，辖14个设区市、110个县(市、区)、1177个乡(镇)，濒临北部湾，属山地丘陵性盆地地貌，大陆海岸线总长1769km，流域面积50km2以上河流1350条，总长度4.77万km，平均河网密度0.2 km/km2，具有沿海、沿江、沿边和生态良好的区域特点。
受热带气旋和强对流天气系统的影响，全区平均年入境台风2.2个，各地多年平均年降雨量在1100～2800mm之间，多年平均年降雨量1537mm，时空分布极不均匀，70%以上集中在汛期，呈现出洪水高发的基本水情趋势，尤其是中小河流洪水和山区性洪水，灾害频繁，危害极其严重。
经过多年来的监测信息化建设，至2017年底，广西水文部门管理的各类水文监测站点由2010年底的1622个发展到5041个，覆盖的河流也由82条增加至364条，雨量站网密度由220km2/站提升到了30km2/站，水位站网密度由1650km2/站提升到370km2/站，流量站网密度由1900km2/站提升到680km2/站，同时雨量、水位均已经全部实现自动采集传输，近50%流量也实现了自动采集传输。
第7章 水文预报
预报建模
制定预报 方案
水文预报 作业
根据预报项目的任务，收集水文、气象等有关资料，探索、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，并对制定的方案按规范要求的允许误 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，否则，应 分析原因，加以改进。
7.2短期洪水预报
（2）河段洪水预报
3）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，此时用相应水位
法常难取得满意结果，可采用合成流量法。
由河段的相应流量概念和洪水波运动的变形可知，下游站的流量为：
n
Qt
1 ai I i，t-i - Q i
上、下游站水位过程线示意图
7.2短期洪水预报
（2）河段洪水预报
1）相应水位(流量)法
设河段上下游两站的距离为L，t时刻的上游站流量为Q上，t，经过时间τ的传播到，下游站相
应流量为Q下，t+τ。若无区间入流，两者的关系为:
Q下，t+τ=Q上，t -△QL
(7-1)
式中△QL——上下游站相应流量的差值，称为洪水波展开量，与附加比降有关。
降雨径流法预报洪水过程示意图
PART 03
枯水预报
7.3枯水预报
（1）概述 流域内降雨量较少，通过河流断面的流量过程低落而比较稳定的时期，称为枯水季节(简称 枯季)或枯水期，其间所呈现出的河流水文情势称为枯水。在枯季，由于江河水量小，水资源供 需矛盾较突出，如灌溉、航运、工农业生产、城市生活供水发电，以及环境需水等诸方面对水 资源的需求常难满足。为合理调配水资源，做好枯季径流预报是很有必要的。此外，由于枯季 江河水量少，水位低，是水利水电工程施工(沿江防洪堤、闸门维修等)特别是大坝截流期施工的 宝贵季节。因此，为了确保施工安全，枯季径流预报肩负重大责任，枯季径流的起伏变动常常 是枯季径流预报关注的对象。
第五章 水文预报
目
5.1 概述 5.2 短期洪水预报
录
5.3 水文预报精度的评定
5.1
内容提要
概 述
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、水文预报分类及水 文预报工作的基本程序。
一、概念
水文预报：利用实测的水文气象资料，揭示和预 测未来水文要素变化的一门水文学科。
（1）评定指标：许可误差——许可误差是人们在预 报作业时拟定的误差允许范围，是评定预报精度的 一种标准。 （2）河道水位（流量）预报许可误差的拟定
变幅许可误差 1）预见期内最大变幅的许可误差：采用实测变幅的均方 差 变幅为零的许可误差 ：采用0.3 ； 其余变幅的许可误差：采用以上二者间线性内插法确定。 说明：①对于水位的预报：许可误差的上限为1.0m，下限 为0.1；（上限为最大变幅许可误差，下限为变幅为0的 许可误差） ②对于流量预报：算出的许可误差小于测验误差时，以测 验误差为下限。 2）预报洪峰出现时间的许可误差 上限：预报根据时间至实测洪峰出现时间间距的30％； 下限：3小时为下限。
(1) (2)
S——河段蓄水量，m3/s· h； Q——河段流量， m3/s
当河段有区间入流q时，则式 （1）的左边应增加（q1+q2） △t/2一项。 关键：建立槽蓄曲线（方程）
图5-2-10
2、马斯京根法及其槽蓄曲线方程
（1）马斯京根法 1938年 G.T.McCarthy 美国马斯京根河流域而得 名。 （2）马斯京根槽蓄曲线方程 洪水波产生附加比降，涨洪时，流量大，槽蓄量S 大；落洪时，流量小，槽蓄量S小。故S~Q关系曲线随 水面比降i变化。即： S=f(Q,i) 马斯京根槽蓄曲线方程中，河段槽蓄量两部分组成： a 柱蓄 b 楔蓄
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
水文预报 课程试题库
第一章 河段洪水预报一、填空题：1、附加比降∆i 是洪水波的主要特征之一,稳定流时, ∆i ；涨洪时, ∆i ；落洪时，∆i ______。
2、 洪水波在传播过程中不断发生形变，洪水波变形有两种形态, 即________和_________。
造成洪水波变形的原因一般有、、、。
3、对同一河段而言,大洪水的传播时间较______，小洪水的传播时间较 _______。
4、一般而言，合成流量法的预见期取决于上游各站中传播时间_________的一个。
5、相应水位是指_______________________________________________； 同时水位是指______________________________________________。
6、示储流量是指_______________________________________________。
7、马斯京根法的假定是、。
7、马斯京根流量演算法中的两个参数分别是__________________, ____________________。
8、河段相应水位(流量)预报的预见期为_____________________________。
9、当实际河长L 大于特征河长 时,该河段的槽蓄曲线形状为_______________________ 。
10、水文预报按预见期分类,可分为_____________和______________。
11、短期的雨洪径流预报包括、、。
12、河段洪水预报常用的方法是、。
13、水文情报预报工作常包括、。
14、在实际工作中，用相应水位（流量）法预报需要解决 、等两个问题。
16、设河段t 时刻上断面的洪水流量Q 上,t ,它在下断面的相应流量Q 下,t+τ。
展开量为ΔQ L,区间入流为q,则相应流量法的基本方程为 Q 下,t+τ=___________。
17、某河段1989年8月12日发生一次洪水，12日15时上游站洪峰水位为 137.21m,此时的下游站水位为69.78m ，13日8时该次洪水在下游站的洪峰水位为71.43m,故该次洪水的上、下游相应水位,传播时间,下游站同时水位分别为____________, ______________, ______________, _____________。
受水库影响短期洪水预报方法分析
摘
要： 通过汤 旺河 支流伊 春河伊春站短期洪水预报 过程 实例 ， 提 出了针对水 库对下游水 文断 面洪水预报精度 的影响及具体解决方法 。根据影 响因素 的综 合分析情况 ， 从水 文 比拟 法和预报模 型法两个 方面来对 该站原 预报方 案进行 改进 ， 经实例 检验 ， 预报 结果 精度 满足相关 规范要求 。
ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ｓｔ ａ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｏｖ ｒ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｔ ｗ ｏ ｓｐ ａ ｅ ｃ ｔ ｓ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈ ｙ ｄ ｏｌ ｒ ｏ ｇ ｉ ｃ ｌ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ
流时 间大 约 ２ ４— ３ ０ ｈ 。
关键 词 ： 洪水 预报 ； 水库调 蓄 ； 水文 比例法 ； 洪水预报模 型 ； 影响分析
中图分类号 ： Ｔ Ｖ ６ ９ ７ ． １ ３ 文献标识码 ： Ｂ
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ － ｔ ｅ ｒ ｍ Ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ Ｆｆｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ
负着伊 春 市 中心城 区的 防凌 、 防汛 、 水 资 源 和 水 环境
监测任务 。 伊春河属 山溪性河流 ， 集水 面 ４ ３ ６ ｋ ｍ ， 河长
６ ２ ． ７ ｋ ｍ， 汛期 洪水 由 流 域 暴 雨 形 成 ， 洪 水 组 成 主 要
以上游乌马河 、 幺河 等六条支流来水 为主。洪水 过 程多为单峰陡涨陡落类型 ， 涨洪历时一般 ２～ ３ ｄ ， 汇
ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｆｔ ｈ ｅ Ｔ ｎｇ ａ ｗａ ｎｇ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ ， ａ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｂ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｄ ｏ ｗ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｆ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ． Ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ，