中小河流洪水预报的难点与解决方案

张凡

摘 要：中小河流与大江大河有着明显的差异，因此，其洪水预报也有所不同。因此，本文对我国中小河流洪水预报的难点以及相应的解决方案进行了深入的探索和研究。首先，本文对中小河流洪水预报的鲜明特征进行了概述；其次，对于中小河流洪水预报过程中面临的难点和困难进行了深入的分析；最后，从加大对数据资料收集、构建监测点以及建立完善的分布式水文模型3个方面提出了中小河流洪水预报的有效策略，以希望能够有效解决中小河流洪水预报过程中面临的难点，并对水文预报工作起到积极的推动作用。

关键词：中小河流 洪水预报 难点 解决方案

中图分类号：TV122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-0-03

我国的疆土非常辽阔，各个地区在地形地貌水质以及气候条件等各方面均存在着非常大的差异性。因此，截止到目前为止，我国对于中小河流还尚未形成明确的、统一的定义和标准。在本文中我们引用了《江河流域规划编制规范》中的相关定义和标准，认为流域面积在3000km2以下的河流被定义为中小河流。所以，据相关调查统计显示，我国的中小河流数量非常多，其中大部分中小河流的流域面积均处于100～1000km2这个区间内。长时间以来，我国中小河流发生洪水灾害的现象非常普遍，造成的损失高达70%以上，对于人民群众的生命和财产安全带来了严重的威胁。

在我国开展防洪减灾工作过程中，中小河流洪水预报是其中一项不可或缺的重要組成工作内容，实施过程中也面临着诸多的困难和挑战。与大江大河流相比较而言，中小河流构建的防洪体系缺乏完善性和科学性。更为严重的是，部分中小河流甚至尚未设立防洪标准。现阶段，随着全球温室效应日益趋于严重化，全球气温处于不断上升的趋势中，极端天气发生的概率逐渐增加，我国各个地方中小河流洪灾频繁发生。因此，在如此严峻的形式背景下，对于我国中小河流洪水的分布特点、形成的机制等方面内容进行有效的调控和研究，构建完善的、科学的中小河流洪水预报体系具有至关重要的意义所在，这也将会对我国实现可持续发展，使得国家和人民的生命和财产安全得到重要保障的重大举措之一。

1 中小河流洪水特征分析

我国的中小河流的特征主要体现在以下几个方面，主要包括中小河流的形成过程、形成的原因以及空间分布等方面，以下将对中小河流这几方面的特征进行详细的分析。

1.1 空间分布

从中小河流空间分布的角度来看，我国中小河流分布的范围非常广泛，覆盖范围庞大，中小河流的数量非常多，各个地域的气候条件、地形地貌等存在着明显的差异性，从而导致不同地区中小河流的水文气象也存在着各自鲜明的特征。

1.2 时间分布

通过实践调查后，可将我国中小河流洪水的特征概括归纳为以下3项，即突发性、季节性以及频发性。在我国，中小河流发生的季节主要集中于夏季，一般情况下，如果某个地区出现强降水的情况，那么其突发性发生洪水的概率将会得到显著地提升；同时，受到各个地区季节差异性的影响，当某些流域处于春季末尾或者秋季初始阶段时也将会出现洪水的可能性。

1.3 成因方面

我国中小河流发生洪水的原因主要可以归结为人为因素和自然因素两大方面。第一，当某个流域出现强降雨时，同时如果该地地形地貌具有陡峻的特征，那么将会极大可能导致该地区出现中小河流洪水突发；第二，现阶段，人们对于自然环境的开发和利用呈现出缺乏科学性和合理性的趋势，从而导致我国大部分地区的森林覆盖率出现了明显的下降，自然环境遭到了严重的破坏，在这种情形下，各类生态环境问题开始逐渐显现出来，如水土流失、土壤破坏等，更为严重的导致中小河流河道开始被侵占，从而导致河道开始逐渐缩小，这些都成为中小河流洪水频发的主要诱因。

1.4 过程方面

一般情况下，中小河流洪水持续的时间往往在6h以内，流速往往较快，洪水的强度极大，带来的危害和影响非常深远。同时，在洪水发生过程中，往往会伴随着强降雨，在某些山丘的地区，甚至会可能发生泥石流和山体滑坡，这对于人民的生命和财产将会带来严重的威胁。

正是由于我国中小河流洪水具有以上几方面鲜明的特征，因此，这也就充分表明了中小河流预防洪水工作的重要性是无可替代的。通过对我国目前总体的中小河流防洪工作的情况进行分析，可知各项工作在实施开展过程中仍然存在着诸多的困难和挑战，这对于中小河流防洪工作的顺利实施和开展带来了严重的威胁。

2 中小河流洪水预报的难点分析

目前，我国的水文预报的方法非常繁多，但是这些方法普遍缺乏实用性特征，从而导致中小河流洪水预报无法达到预期的效果。例如，尚未构建健全的、完善的洪水预报方案，中小河流洪水预报缺乏精确度等，这些是中小河流洪水预报过程中普遍存在的问题。同时，截止到目前为止，我国还尚未出台有关于水文预报的统一标准，这些问题和难点导致中小河流洪水预报面临着一个较大的瓶颈。由于中小河流与大江大河存在着明显的差异性，从而导致其洪水预报与大江大河洪水预报的思路存在着明显而言。总之，中小河流洪水预报过程中的难点主要可以归纳为以下几个方面。

2.1 中小河流洪水预报严重缺乏数据信息和监管测试点

从目前的实际情况来看，在我国中小河流洪水预报方面，我国严重缺乏有效的数据信息等相关资料，这就导致我国中小河流洪水预报系统缺乏必要的、有效的参考依据，导致构建的洪水预报监测系统缺乏完善性和科学性。除此之外，我国严重缺少中小河流监管测试点，并且精确度往往处于较低的水平，这就导致监管测试点在对降雨进行监测的过程中会呈现出某些严重的问题，如无法准确、有效地把握降雨的等级和降雨量，导致构建的洪水预报系统的精密度较低。

2.2 雨洪与洪水预报两者之间缺乏平衡性

目前，在中小河流洪水预报过程中，最主要的方法是采取统计学中的相关图以及统计模型进行监测。在这种预报方式下，洪水预报的效果与预报员自身的经验之间有着密不可分的联系，并且在技术上也会存在着较大的难度，从而在实际推广过程中将会面临着极大的困难和挑战。同时，在中小河流洪水预报过程中应用统计模型，导致该预报方式缺乏针对性和有效性，并没有真正的考虑到中小河流洪水的实际特征，从而预报的精度无法满足实际的要求。

2.3 暴雨时空分布存在着不平衡性

通过实践调查可知，一般情况下，中小河流洪水主要发生于流域的小支流中，而发生在流域出口位置的可能性较小。因此，这就导致预测中小河流洪水的预测难度大大提升。同时，由于中小河流发生洪水具有时间段短的特征，水文预报无法及时的进行预报，这对于洪水应急措施制定带来了严重的影响，提高了中小河流发生洪水的概率。

2.4 中小河流洪水预报的范围有限

目前，大部分的中小河流洪水预报主要针对的是对重要支流的主要断面洪峰流量以及峰现的时间进行预报，但是对于其他支流往往无法通过洪水预报的方式进行。在这种情形下，这就导致洪水预报的峰值往往较小，与实际的洪水峰值流量存在着严重的不符，从而无法达到洪水预防的目的。

2.5 中小型水库无法满足洪水预报的实际需求

目前，在中小河流上建立的水库大部分为中小型水库，中小型水库泄洪的能力往往有限。在这种情形下，如果中小河流发生洪水的情况下，中小型水库将无法满足洪水预报的实际需求，从而对于中小河流洪水预报带来了严峻的挑战。

3 解决中小河流洪水预报中难点的有效策略

3.1 构建分布式的水文模型

一般情况下，常规的文气象模型主要是用来预报中小河流洪水的主要方式，但是，由于在实际中小河流洪水预报过程中，其有异于大江大河的特点以及采用常规预报方法过程中存在着诸多问题和难点，在这种情形下，在实际中小河流洪水预报过程中积极开发新的技术和新的模型进行预测势在必行，从而促进洪水预报的精确度可以显著提升，这也是未来中小河流洪水预报的未来发展方向。因此，为了能够有效解决中小河流预报过程中面临的问题和难点，促进洪水预报精确度的显著提升，预报人员应该积极深入研究和分析新的技术和新的模型，将其运用于中小河流洪水预报中，充分、全面地考虑中小河流洪水预报的实际需求，构建新的水文气象分布式模型。在模型构建过程中，主要可以分为以下两个步骤实施：第一，需要准确、深入地了解中小河流的实际特征，充分掌握中小河流水循环的过程中，收集完整的资料和数据作为模型构建的基础和前提。第二，根据分析所得的结论，选择合适的模型进行设计和分析。

在深入、全面地掌握中小河流自身的实际特点的前提下，预报人员根据需要分析的中小河流的实际数据对于模型中各项参数进行相应的调整，从而尽最大限度发挥其在洪水预报过程中的作用。分布式的水文预报模型是建立在数据库的基础上的，并且将GIS/RS、集成资源管理以及决策等方面功能进行有效的整合和统一，充分发挥该模型的优势和作用，该模型最为鲜明的特征在于其具有较好的专业型、扩展性以及较高的模拟能力水平，能够对中小河流的洪水进行仿真模拟，具有较高的灵活性特征，这就大大提高了中小河流洪水预报的实用性和简单性等特征。

以下将对分布式水文模型的构建方法、参数确定等方面内容进行详细的分析：第一，分布式水文模型构建的方法方面，模型构建方法主要可以分为数值分析和网格单元两种方式。数值方法主要是指在相邻的网格单元间构建相应的联系，例如：SHE模型就是其中非常典型的模型之一，但是数值分析模型最大的缺陷在于其运算的环节和步骤较为繁杂。另一种方法就是在单个网格中使用概念性的水文模型来对净雨量进行相应的推算，然后再采取汇流盐酸的方式计算得到中小河流出口位置上的面流量，其中SWAT模型就是基于该原理的，该模型的最大特征在于其模型的架构较为简单，并且运算过程较为简便。第二，模型参数的确定。分布式水文模型中的参数的最大作用在于其能够充分展示河流区域断面量以及气候环境变化的相应数集。在对分布式水文模型中的参数进行确定过程中，主要采取以下3种方式：一是对于原来模型中的參数以及架构等不作更改，根据实际情况下的空间变换对于模型中的参数进行相应的改变，并且按照空间信息图来实现相应的计算过程。二是对于分布式水文模型的架构以及相应的参数进行重新的设置，使得其能够充分体现出空间的实际情况。三是将原来模型中的参数与实际获得相关数据搭建起联系，从而得到分布式水文模型参数相应的计算方法。

3.2 做好中小河流洪水预报等相关数据的收集和整理工作

通过上面的分析可知，中小河流洪水预报过程中面临着非常严重的缺乏有效数据的问题，这就导致在中小河流洪水预报过程中严重缺乏有效的数据支撑，从而对于中小河流洪水预报工作的顺利实施和开展带来了严重的影响。因此，针对该问题，在今后实际工作开展过程中，必须要加大对数据收集和整体工作的重视程度，充分发挥计算机科学等技术的优势和作用，建立完善的洪水预报数据库系统用来储存中小河流洪水的相关数据和资料，为模型构建过程中提供有力的支撑。另一方面，为了使得数据的精确度可以得到有效的保障，针对当前大部分监测站点的设备较为落后、精确度较低这一现象，必须及时更新相应的机器和设备，提高监测设备的精确度实时对中小河流水文变化的实际情况进行监测和分析。

由于中小河流洪水具有时间持续性较短的特征，因此，在对中小河流洪水进行实际监测过程中，必须要保证监测工作的动态性特征，保证其中各个环节能够稳定的、正常的实施，对于存在的危险要及时排查并采取有效的应急措施加以改正。

4 结语

在我国中小河流洪水预报系统构建过程中，通过采用科学的、合理的模型方法，紧密结合中小河流的实际特点，选定相应的计算方式，构建与实际情况相吻合的水文模型，同时，通过对水文模型进行深入的、全面的研究分析，从而将原本复杂的中小河流洪水预报工作变得简单化，广泛推广到实际的中小河流洪水预报工作中，提高中小河流洪水预报的精确度，有效解决洪水预报过程中遇到的各种难点和问题，在保障人民生命财产安全的同时，促使我国水文预报工作朝着更明确的方向发展。

参考文献

[1] 陈丹凤，陈伟昌，赖峥嵘，等.中小河流洪水预报难点及对策[J].农业灾害研究，2018，8（3）：50-51.

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[3] 亚力昆·马合木提.探析中小河流洪水预报的难点与解决方案[J].黑龙江水利科技，2014，42（3）：70-71.