水文服務中的水文預報研究

摘要：文章簡要介紹了水文預報的社會、經濟、生態環境效益，以及水文預報的主要方法、途徑，并分析了水文預報在水庫工作中的應用，同時還探討了水文預報的發展與挑戰，以供參考。

關鍵詞：水文水文預報水庫

水文工作是保障國民經濟建設和社會發展的一項重要的基礎工作，而水文預報則是水文工作的一部分，是預見未來水情變化的一項科學情報工作。它不僅為防汛抗旱、水資源管理等水利工作提供決策依據，關系到國民經濟的持續發展和社會穩定。

一、水文情報預報的效益分析

（一）社會效益

水文情報預報的社會效益是很重要的。實時的洪水和冰凌、風暴潮、水污染等預報，對避免人員傷亡、影響人民身體健康和保障社會穩定及國家安全起著重要的作用，這是無法用經濟來衡量的。

（二）經濟效益

水文情報預報的經濟效益分為防災減災效益和興利效益。水文情報預報的防災減災效益是綜合措施(工程和非工程)效益的一部分，分解較困難。因此，對水文情報預報的經濟效益的分析，必須進行的社會調查。事實證明，往往一次大洪水的正確預報，可以取得顯著的經濟效益。

（三）生態環境效益

與社會效益一樣，生態環境效益也是無法以經濟來衡量的，但不同的是，不論發生洪澇災害與否，正確的水文情報預報都能產生顯著的社會效益，而生態環境則只是在實時發布了正確水文情報預報，從而避免或降低洪澇災害、水污染危害以及其他災害程度的情況下才會產生。因此，水文情報預報的生態環境效益是巨大的，但無法用經濟來衡量。

二、水文預報的主要方法與途徑

水文預報是根據前期和現實的水文、氣象等信息。對未來一定時段內水文情勢做出定性或定量預報。水文預報涉及所有的水文要素預報，包括洪水預報、徑流預報、墑情預報、地下水位預報、冰情預報、風暴潮預報、水質預報等。水文預報的方法主要有天氣學方法、天文地球物理因素方法及統計學方法。

（一）天氣學方法

徑流的變化主要取決于降水，而降水又是由一定的大氣環流形勢與天氣過程決定的。天氣學方法就是基于這一成因概念，根據前期大氣環流特征及表示這些特征的各種高空氣象要素，直接與后期的水文要素建立起定量的關系，并按此關系進行預報的一種方法。

（二）天文地球物理因素方法

海溫特征、火山爆發、臭氧的多少及太陽活動規律等，對大氣運動與水文過程都有一定的影響。分析這些因素與水文過程的對應關系后，就可以對后期水文要素可能發生的變化情況作出預測。

（三）統計學方法

該方法是應用數理統計方法從大量歷史資料中去尋找分析水文要素變化的統計規律，以及與其他因素的關系，然后應用這些規律來進行預報。該方法又可分為單要素法和多要素綜合法。單要素法是通過分析預報對象自身隨時間變化的規律作為預報的依據，如歷史演變法、時間序列分析法等；多要素綜合法是從分析影響預報對象的因子中挑選出一批預報因子，建立其統計規律來作為預報的依據，如多元線性回歸分析法等。

三、水文預報在水庫工作中的應用

水文預報是預見未來水情變化的一項科學情報工作，它是防汛和抗旱斗爭的耳目。因此中小型水庫開展水文預報工作，不僅是水庫進行科學管理，搞好水庫調度運用的重要依據，而且對確保水庫和下游安全，充分發揮工程效益，戰勝洪澇災害也起著重要作用。中小型水庫有了比較準確可靠的水文預報，才能在防汛抗旱斗爭和管理運用中做到胸中有數，取得主動權。在洪水到來之前，水庫就可先騰出部分庫容，迎接洪水，這樣既能保證水庫安全，又使水庫有足夠的蓄水供興利之用，從而解決防洪與興利的矛盾。

水庫水文預報的主要內容包括：入庫洪水總量，洪峰流量和洪水過程預報，水庫最高水位，最大出庫流量及其出現時間的預報，抗洪能力的計算以及水庫控制運用和灌溉，發電能力的計算等。要解決這些預報問題，除必須具備本水庫的流域面積，水位庫容曲線和水位泄量曲線等其本資料外，還應根據本水庫或鄰近水文站的水文資料分析成果，編制出本水庫的水文預報圖表。其中包括降雨徑流關系，入庫流量進程的預報圖表，水庫調洪演算和抗洪能力計算圖表，水庫灌溉、發電能力計算圖表等。

（一）基本資料的搜集

水庫基本資料是編制水庫水文預報方案，開展水文預報的重要基礎資料，也是搞好水庫調度運用，進行科學管理的基本依據。水庫的流域面積(亦稱集水面積)、水位—庫容關系、水位一泄量關系、水庫工程特性指標、工程效益以及下游河道行洪能力等基本資料是否正確可靠，直接關系到水文預報方案和預報調度的成果質量。如果水庫基本資料存在問題甚至錯誤，水文預報成果就會產生較大的誤差，給防洪和興利造成嚴重損失。因此，全面搜集和認真審查基礎資料，是進行水庫水文預報的重要前提。

（二）基本資料的審查

（1）流域面積的審查。水庫流域面積是編制水文預報方案和進行水文預報的基本依據，必須準確可靠。對已建成的水庫，應審查原流域面積的量算依據和方法是否符合要求，如有問題，應重新量算。應盡可能應用比例尺大于1／50000的地形圖，繪出較準確的流域分水線。流域面積必須用符合精度要求的求積儀進行量算。

（2）水位庫容關系的審查。

水位庫容關系是水庫最重要的基本資料。但是有些中小型水庫的水位—庫容關系有幾套成果而又不統一，有些水庫水位—庫容關系不合理，有些水庫在建成后已運用多年，水位—庫容關系發生了較大變化。這就需要進行認真審查，求得符合實際的水位—庫容關系。尚未推求水位一庫容關系的水庫應予補作，已有的應進行審查。

（3）水位一泄量曲線的審查.

泄流建筑物工程標準的核實，在編制水文預報方案時，首先必須對水庫泄流建筑物的工程標準、設計型式、尺寸、高程以及產生的流態等考證清楚。應用水力學公式推算水位一泄量曲線，水庫放水流量或泄洪流量的大小，都隨著水庫水位的高低和堰閘開啟情況而定，可按水力學公式做出堰閘泄量關系表或曲線圖。

四、水文預報的發展與挑戰

水文工作是經濟建設和社會發展的重要基礎工作，新中國成立以來，黨和政府領導中國人民進行了大規模的水利建設，在廣大水文職工的努力下，水文預報工作得到了不斷發展內，取得了巨大的成就，為社會主義建設作出了巨大技術和管理模式，積累了豐富的經驗。

然而，隨著經濟社會的發展和人口的增加，水文預報工作遇到了一些新的問題。首先，是防洪工程的綜合治理，使水文要素產生了新的變化。水文測站要了解掌握流域內工程情況的變化，摸索河道行洪規律，采取相應的預報對策；管理部門的有關科室要開展資料分析和研究工作，如水位流量關系的變化、水位流量單值化的分析、測流方式的精簡分析、各種測流系數的試驗等。其次是新技術的應用，對水文工作者提出了新的要求。遙測系統、微機測流系統、固態存儲、超聲波水位計、計算機網絡等先進技術的應用，對每一個水文人來說都是一種新的挑戰，只有不斷學習新的知識、掌握新的技能，才能始終與社會發展同步。再者是人類活動的影響，改變了水文預報固有的工作模式。跨流域調水、河道引水的不確定性、灘地開發、農業種植結構的調整、國家治水方略的調整、水文斷面大部分時間河干等，都對水文預報工作帶來了新的課題。應走出原有固守斷面的工作模式，加大水文巡測和水文調查的力度，尤其應加強渠道測流、水量巡測和引水口門的控制。同時，要重視小流量的預報。在枯季小流量預報中，由于河道串溝多、垂線水深偏大、水位觀測代表性不高、流速儀相對位置誤差較大、測流垂線布設不足等原因，導致枯水期實測水量產生較大誤差。因此，要強調枯季測流減少測次不能降低精度，選擇合理斷面而不能應付差事。簡而言之，水文科技與國際先進水平相比，還有相當差距，水文預報工作急需繼續發展，以滿足各方面的需求。

參考文獻：

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