十水文预报结果评定PPT课件

第十章水文预报结果评定,目录,第一节预报误差原因分析第二节评定和检验的目的与方法第三节洪水预报结果评定第四节其他水文预报结果评定第五节水文情报预报效益评估,水文预报结果评定,水文预报是一项直接服务于国家安全和国民经济建设不可或缺的重要基本工作，是帮助人类有效地防御洪水、减少洪灾损失，有效利用水资源的非工程措施之一。水利部于2000年对原规范进行了修订，颁布了新的SL2502000水文情报预报规范。本章将重点介绍新规范中有关水文预报结果评定的主要内容。,第一节预报误差原因分析,水文要素预报值与实测值之间往往存在一定的误差，通常称之为预报误差。预报误差是客观存在的，预报误差产生的原因主要有以下三方面。,预报方法误差,量测误差,资料代表性误差,一、评定和检验目的,第二节评定和检验的目的与方法,(1)通过对预报方案的评定与检验，了解其效果以及所采用的结构、相应技术、方法是否合理和适用，预报精度是否满足生产实际的要求。(2)了解和掌握预报方案的适用范围、误差大小及其分布情况，使技术人员能合理使用，有关单位能正确应用预报精度。(3)通过不同预报方案之间实际效果的对比分析，发现存在的主要问题，找出解决或减小误差的方法。,二、评定和检验方法,第二节评定和检验的目的与方法,（1）评定是采用率定期所有可利用的资料编制方案、估计参数、确定预报方案，再用预报方案进行模拟，通过模拟与实测水文要素间的比较，分析预报方案在率定期的效果与有效性；（2）检验则是采用检验期预报环境可利用的资料，用预报方案进行模拟，通过模拟结果与实测水文要素问的比较，检验预报方案的效果与有效性。新的SL2502000水文情报预报规范规定：评定和检验方法采用统一的许可误差和有效性标准对预报方案进行评定和检验。,第三节洪水预报结果评定,洪水预报的对象一般是江河、湖泊及水利工程控制断面的洪水要素，包括洪峰流量(水位)、洪峰出现时间、洪量(径流量)和洪水过程等。短期洪水预报有三种基本类型：（1）河段洪水预报；（2）流域降雨径流预报；（3）河段洪水预报与流域降雨径流预报两者的结合。,一、编制方案资料要求,第三节洪水预报结果评定,洪水预报方案的可靠性取决于编制方案使用的水文资料的质量和代表性。（1）洪水预报方案要求使用样本数量不少于10年的水文气象资料（2）其中应包括大、中、小水各种代表性年份（3）并保证有足够代表性的场次洪水资料，湿润地区不少于50次，干旱地区不少于25次（4）当资料不足时，应使用所有年份洪水资料。对于代表性年份中大于样本洪峰中值的洪水资料应全部采用，不得随意舍弃。,二、精度评定,洪水预报精度评定包括预报方案精度评定、作业预报的精度等级评定和预报时效等级评定等。评定的项目主要有洪峰流量(水位)、洪峰出现时问、洪量(径流量)和洪水过程等。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,(一)误差指标洪水预报的误差指标采用以下三种。,绝对误差,相对误差,确定性系数,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,绝对误差,水文要素的预报值减去实测值为预报误差，其绝对值为绝对误差。多个绝对误差值的平均值表示多次预报的平均误差水平。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,相对误差,预报误差除以实测值为相对误差，以百分数表示。多个相对误差绝对值的平均值表示多次预报的平均相对误差水平。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,确定性系数,洪水预报过程与实测过程之间的吻合程度可用确定性系数作为指标，按下式计算,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,洪峰预报许可误差,峰现时间预报许可误差,过程预报许可误差,径流深预报许可误差,(二)许可误差许可误差是依据预报精度的使用要求和实际预报技术水平等综合确定的误差允许范围。由于洪水预报方法和预报要素的不同，对许可误差规定亦不同。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,1洪峰预报许可误差降雨径流预报以实测洪峰流量的20作为许可误差；河道流量(水位)预报以预见期内实测变幅的20作为许可误差。当流量许可误差小于实测值的5时，取流量实测值的5，当水位许可误差小于实测洪峰流量的5所相应的水位幅度值或小于0.10m时，则以该值作为许可误差。2峰现时间预报许可误差峰现时间以预报根据时间至实测洪峰出现时间之间时距的30作为许可误差，当许可误差小于3h或一个计算时段长，则以3h或一个计算时段长作为许可误差。3径流深预报许可误差径流深预报以实测值的20作为许可误差，当该值大于20mm时，取20mm；当小于3mm时，取3mm。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,过程预报许可误差,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,预报项目精度评定,1合格预报一次预报的误差小于许可误差时，为合格预报。合格预报次数与预报总次数之比的百分数为合格率，表示多次预报总体的精度水平。合格率按下式计算：,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,预报项目精度评定,2.预报项目精度等级预报项目的精度按合格率或确定性系数的大小分为三个等级,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,预报方案精度评定,1预报方案包含多个预报项目当一个预报方案包含多个预报项目时，预报方案的合格率为各预报项目合格率的算术平均值。其精度等级仍按表10-1的规定确定。2主要项目合格率低于各预报项目合格率的算术平均值当主要项目的合格率低于各预报项目合格率的算术平均值时，以主要项目的合格率等级作为预报方案的精度等级。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,作业预报精度评定,1作业预报精度评定方法作业预报精度评定方法与预报方案精度评定方法相同。用预报误差与许可误差之比的百分数作为作业预报精度分级指标，划分的精度等级见表10-2。,第三节洪水预报结果评定,二、精度评定,作业预报精度评定,2洪峰预报时效性评定洪峰预报时效用时效性系数描述，按下式计算：,第三节洪水预报结果评定,一、潮位预报,第四节其他水文预报结果评定,潮位预报主要包括沿海地区受天文潮、风暴潮影响的水位预报，以及江河河口和感潮河段在河道水流、天文潮顶托、风暴潮增水作用下的水位预报。主要预报项目有正常潮位短期预报、增水预报、最高潮位及出现时间预报等。,第四节其他水文预报结果评定,一、潮位预报,(一)方案编制使用资料编制潮位预报方案所用的实测潮位资料、正常潮位预报资料、风暴潮现场调查资料、气象资料和其他资料应具有代表性。正常潮位预报资料应包括：高、低潮位与潮时；风暴潮现场调查资料应包括：气旋路径、强度和范围，沿海风力分布情况，气旋引起的风暴潮，伴随风暴潮而来的气旋浪高概况，风暴潮灾和造成的损失等；气象资料包括：气旋中心气压、最大风速半径、移动路径和速度、外围气压等；其他资料包括：计算区域的站网分布、潮位站的特征值、当地岸段海塘高程、区域测深资料、水域的特征和海岸的几何形状等。正常潮位预报方案应选用不少于一年的逐时连续潮位资料(包括高、低潮位值与潮时)；增水预报方案选用不少于10次热带(温带)气旋资料；潮位预报方案的预见期应不少于6h。,第四节其他水文预报结果评定,一、潮位预报,精度评定,1许可误差(1)正常潮位许可误差。正常潮位(高潮高和低朝高)取030m。(2)风暴潮过程最大增水许可误差。风暴潮过程最大增水取增水值的20，并不超过0.75m；当该值0.10m时，取0.10m。,第四节其他水文预报结果评定,一、潮位预报,精度评定,第四节其他水文预报结果评定,一、潮位预报,预报方案精度评定,预报方案的精度按合格率进行评定。(1)用经验方法建立的预报方案，按上述许可误差和表10-1中的精度等级分别计算潮位和潮时的合格率。(2)用数值方法建立的单站正常潮位预报方案，按上述许可误差和表10-1中的精度等级，分别评定一个日历年正常高低潮位和高低潮时的合格率；各站单项合格率(计算域边界站可不统计)累加后除以站数即为单个项目的合格率。(3)预报方案的合格率，取各单项合格率的算术平均值，当潮位单项合格率低于平均合格率的值时，以潮位单项合格率作为预报方案的合格率。,第四节其他水文预报结果评定,二、水库及水利水电工程施工期预报,水库预报,1预报项目水库水文预报的项目包括入库洪峰、洪量、洪水过程、水库最高水位、最大泄量以及各运行期的入库径流。2预报方案水库水文预报方案除了产流、汇流方案外，还应有调洪演算、各运行期的入库径流方案等。位于城镇上游、对防洪有重要意义和威胁铁路、桥梁、公路安全的重要的中、小型水库应有入库洪水总量预报方案和简易调洪查算图表。3精度评定水库水文预报要素的许可误差及精度评定与第三节中洪水预报精度评定标准相同。,第四节其他水文预报结果评定,二、水利水电工程施工期预报,1预报项目水利水电工程施工期预报项目随施工阶段和施工地区不同而有所差异，主要有：最高、最低水位(流量)；龙口、围堰处水位、流速、流量、跌水或雍水高度；回水区及水库最高水位。2预报方案预报方案除上述预报项目建立的方案之外，还应有：不同预见期的中长期水文预报方案；不同施工阶段的径流总量、特征水位和流量预报方案；凌汛严重河流的冰情、春汛预报方案；宽阔水体的浪高计算。3精度评定流速预报取实测值的20作为许可误差；其余要素的许可误差及精度评定与第三节中洪水预报精度评定标准相同。,第四节其他水文预报结果评定,三、冰情及春汛预报,预报项目,冰情预报按照冰情现象的不同阶段分为封冻期预报和解冻期预报。封冻期预报项目有河槽蓄量、流凌日期、封冻日期、冰厚、河段最大冰量和断面流冰量(冰花)，以及不稳定封冻河段的封冻趋势；解冻期主要预报项目有解冻日期和解冻形势。春汛预报的预报项目有最高水位(最大流量)、春汛出现时间和总水量等。,第四节其他水文预报结果评定,三、冰情及春汛预报,预报方案,根据上述预报项目，采用预报指标法、点聚图法等经验方法或回归分析方法建立冰情和春汛预报方案。由于经验方法或回归分析方法与预报因子的选择密切相关，所以在编制预报方案时，选用的气候、气象、水文因子应符合冰情、春汛的物理成因，以保证预报方法的有效性和合理性。,第四节其他水文预报结果评定,三、冰情及春汛预报,精度评定,第四节其他水文预报结果评定,三、冰情及春汛预报,作业预报的精度评定,对于属离散类型的预报要素，按合格、不合格两个等级评定；对于属数值类型的预报要素，根据每次作业预报误差的大小，按第三节中洪水预报精度评定标准评定。通过精度评定的预报方案，可分别用于发布正式预报或参考性预报。采用中长期气象预报成果编制的冰情和春汛预报，对因气象预报误差导致较大偏差的，可以不作精度评定。,第四节其他水文预报结果评定,四、枯季径流预报,精度评定,1许可误差(1)江河水位、流量过程预报取预见期内实测变幅的20作为许可误差，当该流量小于实测值的5，当水位许可误差小于以相应流量的5对应的水位幅度值或小于010m时，则以该值作为许可误差。(2)某时段径流总量，可用实测值的20作为许可误差。2预报方案精度评定参照洪水预报方案评定的规定。3作业预报精度评定参照洪水预报作业精度评定的规定。,第四节其他水文预报结果评定,五、中长期水文预报,目前，对长、中、短期预报的划分尚无明确的规定。一般说来，中长期预报是指预见期较长，必须在降雨尚未发生，甚至降雨的天气过程尚未形成之前作出的预报。(一)预报项目中长期水文预报的项目包括最高(大)、最低(小)水位(流量)及出现时间、平均水位(流量)等，各预报要素在时间尺度上有年、季、月和旬之分。,第四节其他水文预报结果评定,五、中长期水文预报,第四节其他水文预报结果评定,五、中长期水文预报,(三)精度评定1定性预报定性预报精度评定分为合格和不合格两个等级。当预报值与实测值在同一量级时为合格，否则为不合格。2定量预报水位(流量)按多年变幅的10、其他要素按多年变幅的20，要素极值的出现时间按多年变幅的30作为许可误差，根据所发布的数值或变幅的中值进行评定。,第四节其他水文预报结果评定,六、水质警报及预报,(一)预报项目水质警报及预报项目包括化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量等指标和氰化物、汞、砷、氨氮等有毒有害物质含量以及水温、悬浮物、电导率物理指标等。(二)预报方案根据上述预报项目和水质预报特点，采用经验相关法或水质模型法建立预报方案。,第四节其他水文预报结果评定,六、水质警报及预报,(三)精度评定1水质预报水质预报取实测值南30作为许可误差。2预报方案预报方案用合格率进行评定。合格率70的，可用于作业预报；60合格率70的，可用于参考性预报；合格率60的，不能用于作业预报。3作业预报作业预报的精度评定按预报误差的大小分为合格和不合格两级，并计算合格率。,第四节其他水文预报结果评定,六、水质警报及预报,(四)水质警报及预报的发布若出现下面的情况，均应以公报、简报等形式及时发布水质警报及预报：(1)发生化肥、农药、油类及其他污染物质或有毒有害物质流入江、河、湖、库等突发性事件。(2)污染严重河段的闸坝在关闭较长时间后开启泄水。(3)入河排污口的污水量或污染物质含量明显增加，或污水积累时间较长后集中排放。(4)污水库溃坝或污染源改道排放。(5)每年第一次洪水发生或发生大洪水。(6)因其他原因造成水质明显恶化。,第五节水文情报预报效益评估,第五节水文情报预报效益评估,1社会效益评价指标,社会效益除了可折算成经济效益的一些因素外，它们具有何种社会效益?定性的讲，可用三级制来表示，即有一般效益、明显效益和显著效益。随着经济、社会发展及其全球化进程的需要，水文情报预报的服务面拓展得更为广泛。水文情报预报是通过其产生的相应决策解决由洪旱灾害造成的社会、经济、生态环境等问题。从广泛意义上讲，反映水文情报预报社会效益的指标主要有：国土安全、公共安全、水资源安全、生态安全、环境安全、能源安全等。,第五节水文情报预报效益评估,2生态环境效益评价指标,从生态系统的功效和效用出发，生态环境效益除了可折算成经济效益的一些因素外，也可分为一般效益、有明显效益和有显著效益。一般是以水文情报预报利用前的生态环