浅析陕西省中小河流预警预报系统在洪水预报的应用

曹洁1,刘亮亮2,张景洋3

摘要：中小河流突发性洪水具有流速快、预见期短、分布广等特点，其在预报的广度和频度上提出了更高的要求，《陕西省中小河流洪水预报系统》以实时水雨情等数据采集、存储和服务为目标，运用先进信息技术，以中小河流预报业务为核心，建立服务于洪水预报、预警服务、信息发布和水情会商等为目的信息化作业平台和决策会商支撑环境， 提高信息采集传输速度、洪水预报精度和预见期，提升水文服务能力和水平，为陕西省中小河流防洪减灾、水资源开发利用与保护、中小水库安全运行提供信息化的技术支撑，该文以黄陵水文站为例，利用陕西省中小河流洪水预报系统进行洪水预报。

关键词：中小河流；洪水预报；黄陵水文站；信息技术；预警预报

1 引言

洪水一直以来是我国最严重的自然灾害之一，洪水灾害发生时不仅会对人民的生命财产安全构成严重威胁，同时也会影响和谐社会的建设，我国中小河流数量众多，并且分布广泛且复杂，在洪水预报方面存在一定的难度。近年来，随着科技的不断发展，数字化、信息化逐步融入水文实际工作中，因此，利用现代信息技术，加强中小河流防洪防治工作，建立健全中小河流洪水预报系统是迫在眉睫的事情，检验中小河流洪水预报系统的精度也是重中之重。

2陕西省中小河流洪水预报系统简介

该系统是由中国水利水电科学研究院开发的水文预报软件，基于预报模型计算机化的技术，该系统可根据水文站特性定义方案，选定产汇流模型进行计算，率定历史系统资料，从而得出该站最佳的模型参数预报方案，以应用于今后的实际洪水和过程预报。对于流域上游的单个水文站，一般采用的预报方法有：

2.1 模型方法

将流域特征参数、属性和率定后的模型参数配置到定制的预报方案中，构成应用支撑平台中的方案实现类库。方案定制按照专业化、自动化与标准化的原则。 方案以水文站为控制，在 GIS 软件的支持下，采用基于 DEM 的自然子流域和流 域产汇流分区对流域单元进行自动划分。 每个预报断面还可划分为若干个单元 面积（河段）分别计算。 为每个单元面积（河段）的产汇流或河道演进选择计算模型，不同的单元面 积（河段）可选择不同模型，进行模型配置，并且支持目标断面和计算单元多模 型配置，配置模型配有默认参数，可进行修改。模型采用标准化的统一接口，各 类水文预报模型的输入、输出、参数、状态，以及运行过程统一设计与配置。 每个单元内的雨量站，根据空间属性自动匹配，采用算术平均、泰森多边形 等多种面雨量计算方法。

2.2经验方法

经验方法是国内外广大水文工作者在长期工作实践中总结建立起来的一个 预报方法。根据各地区不同的地理、地貌特征，选取的经验方法的参数各有不同。 针对陕西各地市水文局已有的经验方案集成到系统中。

陕西省中小河流洪水预报系统工作流程如图2.1.

图2.1工作流程图

3.应用实例

3.1采用2022年发生较大的几场洪水过程进行作业预报，具体结果如下：

1）沮河黄陵水文站暴雨洪水过程

① 7月14日19时24分预测沮河黄陵水文站未来3小时内将出现30-50m3/s，未来6小时内将出现40-80m3/s洪水过程，实际在7月14日20时12分出现实测流量24.5m3/s。

② 7月15日23时预测沮河黄陵水文站未来3小时内将出现20-80m3/s，实际在7月16日06时42分出现实测流量12.7m3/s。

2）杏子河杏河水文站暴雨洪水过程

7月15日05时预测杏子河杏河水文站未来3小时内将出现20-50m3/s洪水过程，实际在7月15日06时出现最大流量26.1m3/s。

3）延河枣园水文站暴雨洪水过程

7月15日23时预测西川河枣园水文站未来3小时内将出现20-150m3/s洪水过程，实际在7月15日08时出现最大流量15.4m3/s。

3.2精度评定与检验

洪水作业精度评定按照《水文情报预报规范》（SL250-2000）进行，具体结果如下：①沮河黄陵水文站：两场洪水第一场预测洪峰流量精度达77.5%，传播时间精度100%；第二场预测洪峰流量精度达99%以上，传播时间精度42.5%。②杏子河杏河水文站：预测洪峰流量精度达100%，传播时间精度100%。③延河枣园水文站：预测洪峰流量精度达70%，传播时间精度达33.3%。

总体而言洪水预报方案预测洪峰流量精度在70%以上，属于乙级方案，但预测的传播时间精度较低，基本可应用于平时预报作业方案中，建议作为洪水预报的辅助方案参照使用。

4.体会与建议

①由于陕北地区超渗产流的特性，导致制作的洪峰和时效存在预报不精准的问题，故建议本系统所做的洪水预报作为参照使用。

②自动站数据的准确性对预警预报的精度有着至关重要的作用，但个别雨量站和自动水位站存在太阳能供电不足 ，数据传输延迟等问题，对提前预警和实时预警造成一定的困难，建议加强对自动雨量站点的维修养护，保证数据的实时传输。

③部分站点上游所布置的雨量站广度不够，不足以提供全面的降水资料，影响预警预报的精度，建议结合河流分布以及站点的重要程度，防护重要性等合理增加雨量站点的布设。

参考文献：

陕西水文水资源勘测中心.陕西省中小河流洪水预报系统操作手册

陕西水文水资源勘测中心.陕西省中小河流洪水预报系统数据库设计说明书

陕西水文水资源勘测中心.陕西省中小河流洪水预报系统编制方案

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