水文預報現在做到什麼程度了?

例如根據流域降雨情況,是否能實時地預報經過某一斷面(水文站)的洪水過程?


國內的情況不夠了解,前幾個月課上探討過孟加拉國Sirajganj地區的防洪問題,可作參考。

孟加拉這個國家比較悲催,境內恆河、雅魯藏布江和梅克納三條大河交匯,下游還面臨著海平面上升的威脅,防洪形勢嚴峻。
他們的洪水預報體系是這樣子構成的:
由水文模型(NAM)模擬降雨徑流過程,由水動力模型(MIKE 11)模擬洪水傳播過程。
前者主要依賴降雨信息,後者則和水位、流量有較大聯繫(構成初始條件和邊界條件)。
另外模型的模擬還有賴於河網地形、糙率等信息,因此正如前面回答提到的,豐富的歷史數據用來率定參數還是很重要的。

這樣的模型預測準確度有多高呢?見圖。

評判標準基於統計分析,例如Good對應的就是MAE amp;<= 0.15 meter amp;amp; r2 amp;>= 0.9。

評判標準基於統計分析,例如Good對應的就是MAE &<= 0.15 meter r2 &>= 0.9。
預報的準確度隨Lead time的增加逐漸下降,總體來看24 hrs預測相當準確,72 hrs預測也相對可靠。

這種洪水預報一般稱為deterministic forecast,還有一種提前期更長的probabilistic forecast,提前期可以十天甚至更長,一般這種預報就要依賴氣象預報了。
例如歐盟委員會Joint Research Centre和ECMWF近幾年聯合開發的GloFAS系統提前期貌似已經可以達到一個月了,不過據我了解他們的模型缺少validation,準確度就不得而知了。


學的水文,也在水文行業工作過一段時間,勉強來回答這一問題,主要做個補充。

水文預測現在主要依靠模型來預測。
如果沒有或資料較少,模型建立困難,不能通過實測數據進行校正,誤差是比較大的,不過這類地區一般不太重要,不會製作模型進行預測預報。
一般而言,現在進行水文預報的地區都擁有十年及以上的歷史實測資料(可能有缺測或站數較少的問題)。
國內就目前而言,在山區性河流及其流域的預報上,只要實時數據準確(主要是氣象和水利工程的工況),誤差極小。特別就長江流域而言,山區性的水文模型已十分完備。短期預報,洪峰和洪峰到達時間一般誤差不超過5%。長期預報,取決於氣象預報的準確性。題主所說的實時預報某一斷面的洪水過程是完全沒問題的。
但是出了長江流域,尤其在西北地區,水文預報稍微弱了一點,主要是降雨少,經濟不發達,國內對此關注不多。實時預報可以,不過誤差會大一點。
下面要說國內尚不成熟的領域,也是我主要參與過的領域——平原感潮河流的預測。平原感潮河流主要依靠水動力模型進行預測。相比于山區性河流,平原感潮河流複雜度要高出一階,河道數量眾多,要考慮潮水的潮落,且下墊面通常是水泥,四通八達的河道上閘和泵極多,完全不同於山區的簡單產匯流。我工作中運用MIKE系列軟體進行建模,主要依靠MIKE 11(一維水動力模塊)。即使是在大部分數據資料齊全的情況下(數據質量比較差,不敢全部採用,用數學方法插補一部分),也只在具有典型代表性的位置才能良好擬合,某些位置的最大偏差大約在10%左右,這只是對歷史的擬合而已,如果進行預測誤差可能再擴大3%-5%。且由於MIKE自身存在的問題,無法在城市化率較高的地方進行長期預報,也無法進行實時預報。
不過,國內也有公司已經完成了對平原感潮河流模型的商業化,據介紹效果良好,誤差很小。記得可以進行實時預報,且展示的是包括城市土地在內的一整個二維平面的水文情況。
總體而言,國內水文預報在國際上還是處於比較領先的地位,當然也主要是國外模型在國內水土不服,國人只能奮發自強。

歡迎各位大大指正!


其他流域不太了解,珠江流域從技術上是可以做到的,之所強調「技術上」,是因為目前中國的水文氣象資料分數三個不同的系統,水文站網資料,屬水利系統,氣象資料,屬氣象系統,河流上各梯級進出庫資料,屬各個電廠的。只有在汛期或其他特殊時期,這些資料才會由防汛抗旱指揮部統籌。
比如一個水電廠要做水庫運行調度,其預測與上邊三個系統都要打交道:一是區域氣象部門簽訂服務協議,買實時降水資料和中長期預報資料,二是與區域水文站簽協議,同樣要買實時水文資料和預報資料,三是與上游梯級水電廠買出庫水文資料。另外,對自己區間內的支流,也會布置水情測報系統,包括雨量站和流量站。
水文預測模型就不說了,很成熟,而且都經過長時段的實測修正。


1 對歷史資料要求高 2 對預報人員專業水平和經驗要求高 3 對實時數據要求高 4 對氣象預報要求高 5 下墊面變化劇烈 6 工程調度影響大


一般來說我們會把鍋扔給氣象系統


剛剛看到你這個問題,正好手上也做你說的這種情況的項目。順手答一下,希望多多指正。
水文預報,其實這個概念還挺大的,基本概念:是指根據前期或現時的水文氣象資料,對某一水體、某一地區或某一水文站在未來一定時間內的水文情況作出定性或定量的預測。(摘自百度)
也就是說,水文預報包括徑流預報、冰情預報、砂情預報、冰情預報、水質預報。
你說的這種情況屬於徑流預報的洪水預報(另外一種是枯水預報),預見期為幾小時到幾天的叫短期預報。
根據您說的情況,我先假設您這個地方有長期的實測數據(十年左右)的水文站,因為做預報目前核心還是依靠一些水文模型,利用已有的實測數據來進行參數率定,然後用現測的數據來進行預報。
如果這個地方沒有實測歷史數據或者缺乏歷史數據,那麼只能根據該流域的地地形貌推求相關的單位線或者該地區的經驗演算法來推求,對於無資料的地區也有相關水文預報方法和研究。


目前隨著海綿城市建設規劃的進行,從設計院開始更加重視對類似於SWMM、Infoworks、Mike等軟體的應用了。但無論如何,還是取決於基礎測量數據(包括水文和下墊面信息)的完善程度,這樣才能做到針對性的參數率定,才能提高分散式水文模型的適應性。


短期預報沒有什麼問題,十二五期間水利投資較大,中小河流監測項目和山洪災害項目都加強了水文站網系統,但是由於改革開放之後我過對於水利水文系統不重視,導致現在我們還在補窟窿,這債總是要還的。另外長期預報主要依賴氣象,畢竟洪水直接因素是降雨,這鍋水文可不背。


老爹去年帶隊在珠江流域多建了十幾個水文站了。。
想來至少資料收集這一部分,在提高。


算是可以算的,報也是可以報的,只是,準確性的問題。內河的不是很了解,關於沿海的,影響因素一是波浪譜,二是驗潮站。數據越多,波浪譜擬合越好,算出來的結果自然越準確。內河的話,應該也是差不多的。


占坑,明天電腦回答


資料越多預測越准。
水文預報模型依賴的參數非常多,需要相應收集和率定的資料也是一個比較大的數目。現在還受水利工程的影響,就我所知現在短期預報結合氣象預報做的還可以,但是中長期預報準確性很低。


能做到,但是建設不完善,投資太少,濟南發生一次事故之後加強了城市洪水預報工作。


沒有真的做過,剛畢業的給排水學生也算學過點水文學知識,粗淺的胡說一些。
做這些預測需要大量的之前的水文數據才行,並不是每個地方的水文數據都有足夠的採樣能用。當然樣本不夠的時候也有些辦法,這些細節我也不是很懂了。
況且現在河流水系啥的受人為影響很大,閘,水庫,造路啥的填,又在開挖新的河道啥的,影響很細,有的地方的工作要是還沒做夠的話,預測應該很難吧。
雖然重現期啥的不是我這麼用的,我就舉個不恰當的例子,你觀測了這條河兩年,你能預測十年一遇的高水位嗎。就算勉強可以,百年一遇的嘞


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