做好水文洪水预报的几点思考

韩现明

（济南市水文局，山东 济南 250014）

洪水预报的依据是当前发生的雨情、水情、墒情等信息，信息的准确程度决定了洪水预报的精度。洪水预报是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理及工农业的安全生产服务。

1 畅通的通讯设施是做好洪水预报的保障

目前山东省的水情信息传输网络可分为两大部分，第一部分是各报汛站与市水情分中心之间，采用信息有线通讯网或移动通讯网。这一部分的特点是水情信息由分散到集中的一个过程。各报汛站点测得的水情信息，只有及时地传递到市水情分中心，才能实现水情信息的价值。随着移动通信技术的发展，设备的完善，移动通讯保障程度越来越高，现在，可以利用专业的移动通讯信道来保障测站与市水情分中心之间的水情信息的传输。第二部分是各市水情分中心之间、市水情分中心与省中心之间、省中心与邻省中心之间、省中心与流域机构中心之间、省中心与国家防总之间，采用租用专线的方式组成的计算机广域网络。这一部分是水情信息分发、传输，达到共享的一个过程。相对来讲，第二部分的可靠程度一般高于第一部分，因为这部分网络的重要程度高于前者，且均是大中城市之间的信息传输，光缆建设的标准高于前者。另外，这个广域网络的每一个子网均有专业人员维护管理，能够及时发现并解决问题。

2 准确的预报方法是做好洪水预报的基础

2.1 根据上下游水位关系先估后算法

将位于同一河道上下游测站的同期水位或流量过程线绘在一起，可以看出，当两站间没有大量区间来水时，两站的过程线是很相应的。因为水流是从上游向下游传播的，所以下游出现的过程总是比上游的过程滞后，洪水历时延长，过程愈向下游愈展平。在为一般河道防洪而作的洪水预报中，预报出来的洪峰值其出现时间已能满足实用需要。因此，常在实测资料中只摘录各次洪水相应的洪峰数值，并计算其传播时间，点绘相关图，定出相关曲线，便可成为一种形式简单、应用方便的洪水预报方案。通过大量的资料找出一定的规律，根据这些规律先估算出一个大概数值。如果有时间再详细查算，最后通过比较，总结规律得出结论。

2.2 经验和半经验法

根据水文现象的成因规律，建立有关预报要素与其前期水文气象因素中起主要作用的因素间的经验相关关系，上下游相应洪峰水位的相关关系，流域平均降雨量与产流量的相关关系等。这种关系可以用直线或曲线表示，可以是两变数的简单相关也可以是多变数的复式相关。一般用实测资料直接点绘的方法得到经验相关图，也有用经验公式的形式表示。因为是用一定数量的实测的历史资料作为样本建立的关系，在形式上虽然只表达一些主要的影响因素与预报要素间的关系；而实质上确定的与不确定的影响因素都已反映在实测数据中。这类方法的效果取决于样本的数量和代表性，以及相关要素的选择是否恰当。经验相关法一般较简单易行，是水文预报洪水中应用最早且至今仍被广泛应用的方法。

2.3 确定性模型法

将具体流域、河段或其他水体看成是一个系统。形成水文过程的某些因素作为系统的输入，经过系统作用产生输出即预报要素，系统所起的转化作用相当于流域、河段等对水文过程演变所起的作用。将系统的作用加以概化，并用若干数学表达式进行模拟，得到水文数学模型。这种模型表示为若干函数关系，在一定的输入条件下产生唯一的输出，又称确定性模型。例如降雨后流域的下渗现象是十分复杂的，为了求得产流量，将流域的下垫面看成是一个系统，将流域的积水下渗随时间变化的过程概化成可以用数学方程表示的下渗过程。当以降雨强度过程输入时，经过计算就可以得到雨强超过渗强的部分即产流量。这种以数学方程表示的下渗过程就是一种简单的确定性产流模型，是一种对客观现象的概化和设想，模型中有的部分还采用了经验相关关系，有的参数还要根据实测的历史数据进行率定，所以又称概念性模型。确定性模型可以分为集总型与分散型两类。前者不考虑输入与模型参数的空间变化，例如对于上述产流模型，只用流域平均降雨作为输入，整个流域只用一个下渗方程计算；后者则反之。这类模型往往可以解决经验、半经验方法中某些难以解决的问题。如降雨在流域上分布不均匀、不同水源的汇流、人类活动影响的处理等。因其计算工作量比经验相关法大得多，有时在确定性模型中加入了不确定的成分提高精度。

2.4 随机性模型法

根据概率论和数理统计的原理和方法，从大量历史水文、气象资料中寻求预报要素演变的随机规律，建立随机水文数学模型。在水文预报中，这种途径常用的方法有两大类：一是把预报要素做为随机变量，运用回归分析、判断分析等方法对影响因子进行筛选，建立经验的预报方程进行预测；二是把预报要素作为离散的时间序列随机过程，用自回归等方法建立随机模型进行预测，或将时间序列分解成趋势项、周期项、平稳项等，分项预报然后叠加求得预报结果，这种方法多用于长期水文预报或预估。

3 高素质的预报人员是做好洪水预报的核心

做好水文预报工作，除选择合适的预报方法外，预报人员的素质也是影响水文预报精准性的重要因素。高水平的预报人员，除在思想上要有强烈的责任感和使命感以外，在专业上要有坚实的基础理论，在技术方面掌握计算机的有关知识、网络环境、数据库存储、开发工具的使用等，在预报过程中还要加强以下几个细节工作。

3.1 熟悉流域情况

熟悉流域内有无入渗补给的潜水、含水层中地下水和超渗产流的情况，应对流域上发生的水文过程进行模拟建成数学模型、在计算机上实现。这种技术在解决水文实际问题与进行水文规律研究上起着显著的作用等等。通过实际调查了解，把洪水预报方案上的说明、记载，变成预报人员脑子里的活知识，对每一个站点做到心中有数。

3.2 开阔视野，未雨绸缪

天气系统的演变，是一个大范围尺度过程，要做好本地区的洪水预报，首先应紧紧盯住天气系统的演变情况，范围大小、路径方向、速度情况、是否在加强等等。对气象部门做出的天气预报，进行适度修正，相应地做出洪水估报，向政府防汛部门提供，预报者应掌握水文预报方法的基本原理，应熟悉流域的产汇流基本理论，下渗理论及模型、蓄满产流模型、超渗产流模型、蒸散发模型、河道流量演算，作为防洪调度的参考，争取提前服务，把灾害减少到最低。

3.3 全面掌握雨、水情信息

我国大部分地区气温起伏大、降水分布非常不均匀，鉴于汛期天气瞬息万变，经常有突发性的暴雨洪水出现的可能。因此在汛期要求各级水文部门一定要对汛期洪水预报服务作出统筹安排、全面部署。针对汛期水文服务思想认识、组织机构、技术装备、预报洪水服务和应急措施等进行重点检查。对水文部门所管理的大、中、小河道和水库的防洪能力，用图表的形式表现出来，全面掌握实时信息，做到有备无患。

4 结 语

目前，水文预报除了要求加强基础理论的研究外，在方法上有了更广阔的思路和现代化的手段，也开始了水文预报与水量调度，水质控制相结合的途径。我国水文预报技术进展很快，在广大水文工作者的努力下，新的技术成果正在层出不穷。多年来，通过全国性的水文预报技术经验交流和学术讨论会，以及各地区、流域机构、高等院校和科研单位等开展的各种形式的技术交流活动，有力地促进了我国水文预报理论与技术的普及发展，也为人们利用先进经验和技术做好洪水预报工作奠定基础。