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水文預報在水庫工作中的應用

日期:2021/7/19 Click:826
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。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。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。
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,分析了水文預報在水庫工作中的應用,同時探討了水文預報的發展和挑戰,供參考。

水文工作是保障國民經濟建設和社會發展的重要基礎工作,水文預報是水文工作的一部分,是預見未來水情變化的科學信息工作。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、影響人民健康、保障社會穩定和國家安全起著重要作用,不能用經濟來衡量。
(2)經濟效益
水文信息預報的經濟效益分為防災減災利益和興趣利益。水文信息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,很難分解。因此,對水文信息預報的經濟效益分析,必須進行的社會調查。事實證明,大洪水的正確預報往往可以獲得顯著的經濟效益。
(3)生態環境效益與社會效益相同,生態環境效益也不能用經濟來衡量,但不同之處在于,無論發生洪水災害,正確的水文信息預報都能產生顯著的社會效益,生態環境只能實時發布正確的水文信息預報,避免洪水災害、水污染危害和其他災害程度。因此,水文信息預報的生態環境效益是巨大的,但不能用經濟來衡量。

二、水文預報的主要方法和渠道

水文預報是基于前期和現實的水文、氣象等信息。定性或定量預報未來一定時間段內的水文狀況。水文預報涉及洪水預報、徑流預報、潮濕預報、地下水位預報、冰信預報、風暴預報、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和統計學方法。
(1)天氣學方法。
徑流的變化主要取決于降水,降水取決于一定的大氣環流形勢和天氣過程。天氣學方法是基于這一原因概念,根據前期大氣環流特征和表現這些特征的各種高空氣象要素,直接與后期水文要素建立定量關系,根據這一關系預報的方法之一。
(2)天文地球物理因素方法、
海溫特征、火山爆炸、臭氧的數量和太陽活動規律等,對大氣運動和水文過程有一定的影響。在分析了這些因素與水文流程的對應關系之后,就可以預測后期水文元素可能發生的變化情況了。
(3)統計學方法。該方法應用數理統計方法,從大量歷史數據中尋找分析水文要素變化的統計規則和與其他要素的關系,應用這些規則進行預報。該方法又分為單元素法和多元素綜合法。單要素法是通過分析預報對象本身隨時間變化的規則作為預報的依據,例如歷史演變法、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要素中選擇預報要素,建立其統計規則作為預報的依據,例如多要素線性回歸分析法等。

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科學信息工作,是防汛抗旱的耳目。因此,中小型水庫開展水文預報工作,不但對水庫開展科學管理,搞好水庫安排運用的關鍵依據,并且對確保水庫和下游安全性,充分發揮工程效益,戰勝洪災也起著關鍵的作用。中小型水庫有比較準確可靠的水文預報,可以在防汛抗旱斗爭和管理運用中數胸,獲得主導權。洪水來臨前,水庫可以先騰出一部分倉庫容量,迎接洪水,保證水庫安全,利用水庫充分蓄水,解決防洪和利益矛盾。
(1)基本資料的收集
水庫基本資料是制定水庫水文預報方案,開展水文預報的重要基礎資料,也是搞好水庫安排運用、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。如果水庫基本資料出現問題甚至出現錯誤,那么水文預報成果就會出現較大的誤差,給防洪和興趣造成嚴重的損失。因此,全面收集和認真審核基礎資料是進行水庫水文預報的重要前提。
(2)基本資料的審查。水庫流域面積是制定水文預報方案和進行水文預報的基本依據,必須正確可靠。對于已建水庫,應審查原流域面積的計算依據和方法是否符合要求,如有問題,應重新計算。盡量應用比例尺在1/50000以上的地形圖,畫出比較正確的流域分配線。流域面積必須根據精度要求計算。
(2)水位倉庫關系的審查。
水位庫容關系是水庫最重要的基本資料。但是,一些中小型水庫的水位——庫容關系有一些成果,不統一,一些水庫的水位——庫容關系不合理,一些水庫建成多年,水位——庫容關系發生了很大變化。這需要認真審查,尋求符合實際水位的倉庫關系。未要求水位一庫容關系的水庫應補充,現有應審查。
(3)水位泄漏曲線的審查。
泄漏建筑物工程標準的驗證,在制定水文預報方案時,首先要明確考證水庫泄漏建筑物的工程標準、設計型式、尺寸、高度、流動等。應用水力學公式推算水位排放量曲線,水庫排放流量和排放流量的大小取決于水庫水位的高低和堰門的打開情況,可以根據水力學公式制作堰門排放量關系表和曲線圖。
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,在廣大水文員工的努力下,水文預報工作在不斷發展內,取得了巨大成就,為社會主義建設提供了巨大的技術和管理模式,積累了豐富的經驗。
但隨著經濟社會的發展和人口的增加,水文預報工作面臨了新的問題。首先是防洪工程的綜合治理,讓水文因素有了新的變化。水文測量站要了解流域內工程狀況的變化,探索河流洪水規律,采取相應的預報對策管理部門有關部門要開展資料分析和研究,如水位流量關系的變化、水位流量單值化的分析、流量方式的簡化分析、各種流量系數的試驗等。

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