中小流域洪水预报预警体系分析

中小流域洪水预报预警体系分析摘要：洪涝灾害一直是困扰中小河流域地区居民的自然灾害，一旦洪涝灾害发生，会造成当地经济的大量损失，制约当地的可持续发展，对人们的生产和生活也带来极为不利影响。中小流域洪水本身具有历时较短、难预防、难控制等特点，因此，加强洪水的预报预警就显得尤为重要。中小流域洪水预报预警体系能够为洪水预警提供有力的技术支持，从而减少洪水带来的灾害，有利于当地的可持续发展。本文对中小流域洪水预报预警体系进行浅要的分析，希望能为同行提供一点参考。关键词：中小流域；洪水；预报预警；体系；分析近年来，随着我国经济的发展，生态环境破坏现象越来越严重。中小流域地区本身受当地气候条件的影响降水频繁，加上人为因素对环境产生的破坏，使当地强降雨现象频频发生，为切实做好中小河流突发性洪水的预报预警工作，加快建设中小河流预报预警体系十分必要。本文以此为目的，对中小流域洪水预报预警体系进行了分析，旨在利用先进的科学技术手段，加强洪水的预防，从而最大限度减少自然灾害所造成的损失，有利于当地的可持续发展。一、中小流域洪水预报预警模型研究中小流域防洪概述我国是洪涝灾害发生较为频繁的国家，因而加强水利工程建设、防洪抗灾一一直是国家的重中之重［1］。近年来，对于大江大河治理方面我国已经有了显著成效，然而，中小流域洪水的治理一直没有受到足够的重视，给中小流域防洪带来十分不利影响。概括来说，中小流域地区防洪建设方面主要存在以下几个方面的问题：第一，防洪工程设施建设不足，防洪能力较差。与大流域洪水不同，中小流域地区洪水具有一定的突发性，洪水周期也较短，因而更难预测和控制。第二，居民防洪意识不强，生产建设活动随意侵占河道行洪空间，使河道行洪能力降低。第三，在中小流域整治方面财政资金投入不足，治理水平较低。中小流域洪水预报模型研究中小流域洪水预报是一项较为复杂的过程，受当地降雨、蒸发量、植被覆盖率等诸多因素的影响，涉及到较多的参数，因而在实际进行洪水预报时，应采用科学的方式方法，以减少数据误差［2］。中小流域洪水本身受重视程度不高，因而很多中小流域缺乏具有代表性的长系列水文数据，针对上述情况，采用区域化方法能够有效进行中小流域水文预报。区域化方法主要是指，利用与目标流域流域特性相似的参考流域水文资料，进行有关的流域洪水产汇流参数计算，并将这些参数移植到目标流域，结合目标流域的降雨等水情监测资料进行洪水的预测预报。降雨量作为水文模型的重要输入值，是洪水预报过程中需要掌握的重要信息。通常来说，应用算数平均法、泰森多边形法及等雨量线法等方法能够对平均降雨量进行测算，从而为洪水预报提供数据依据。中小流域洪水预警模型研究中小流域预警模型主要包括预警指标、预警淹没范围及预警发布方式。通过加强对预警模型的研究，能够对中小流域洪水信息有效掌握，从而及时进行预警，保障洪灾防治工作顺利开展进行。洪水预警指标主要包括水位、降水量及洪水流量等，通过对上述指标的观测，将实测数据和预警指标相比较，这样就能大体判断出洪水是否将要发生。临界雨量值法是洪水预警中常用的方法，通常来说，降雨量小于临界值我们就可以判断不会产生洪灾，而降雨量大于临界值我们就认为洪水即将来临，应做好相应防范措施。除预警指标外，预警模型还能包括预警淹没范围和预警发布方式。通常来说，可以应用水力学、水文学等方法对洪水淹没范围进行判断。预警信息一旦确定，还应采取科学的方式方法进行发布，从而让当地群众引起注意，发挥洪水预警应有的作用。预警内容应该要力求全面化和具体化，包括洪水预报信息、实时监测信息、水位、降雨量等指标。一旦确定洪水即将来临，应通过电视、广播、电话、网络等途径进行发布，如果遇到紧急情况还可以通过警报器及信号弹的方法进行预警。只有预警系统保持稳定运行，才能使预警信息能够顺利发布，有利于洪灾的防治顺利进行。二、中小流域洪水预报预警系统设计1.系统设计总目标中小流域洪水预报预警系统主要是指利用GIS技术进行可视化开发的系统，该系统基于具有高分辨率的人口分布图、遥感影像及村镇、工厂等各种区位分布图，通过获取降雨等水情相关的数据，实现对洪水的预报预警，中小流域洪水预报预警的技术路线图如下图1所示。图1中小流域洪水预报预警的技术路线图系统逻辑结构设计系统逻辑结构设计包括对系统业务层、显示层及数据层等三个层次的设计。业务层主要用于对雨情信息、降雨过程、水位监测等业务的查询。数据层主要用于对数据的存储及处理，能够有效为业务层和显示层进行服务，为其提供数据上的支持，因而数据层是系统逻辑结构设计的基础。显示层主要用于系统展示，并能够实现人机交换。系统逻辑结构三个层次之间相互独立，又具有密切的联系，因而在系统逻辑结构设计方面应注重整体与部分的关系，科学的进行设计。系统功能模块设计系统功能模块主要涵盖数据管理、实时监控、预报管理、预警管理及系统管理等五个模块的内容。其中，数据管理不仅包括对历史数据的管理，还应包括对实时数据进行相关管理。历史数据主要用于确定水文模型参数，并与实时数据进行对比，而实时数据能够有效应用于洪水预警和预报。实时监测主要是指对水位、降雨、流量等有关因素进行综合性监测，并与临界值进行对比，从而判断是否达到预警值［3］。洪水预报作为系统功能模块的核心，应以前期对数据的采集和处理为基础。在洪水预报过程中，应采用科学的方式方法，例如，降雨径流相关法能够用于对流量和水位的预报，在预报过程中，为保障预报数据的精确性，应根据实时情况，不断进行数据调整。洪水预警模块涵盖预警指标、预警信息、预警责任人等方面的管理，预警一定要根据紧急情况不同，采取不同措施。系统数据库设计系统数据库设计包括属性数据库设计及空间数据库设计。空间数据库设计时，应着重分析空间数据的存储位置及数据之间的拓扑关系。从某种意义上讲，空间数据库设计是将抽象数据模型具体为数据库的过程，因而，在空间数据库设计时，应重点加强对结构设计和对数据层设计，在设计前，应进行有关需求分析。属性数据库设计应重点加强概念设计及逻辑设计，同时也应做好需求分析和物理设计。三、中小流域洪水预报预警系统的实现数据获取及处理在中小流域洪水预报预警系统开发之前，应注重数据的获取及处理。数据类型主要包括两类，一方面是空间数据，另一方面为属性数据。其中，空间数据主要包括中小型水库、降雨站点、水文站点、水闸等监测的实时数据，属性数据通常是指水情雨情数据及空间数据所具有的属性。在获取之后，还应对数据进行处理。通常来说，应建立相应的数据库，将空间数据与属性数据加以保存。系统开发环境小流域预报预警系统主要面向群体为水利工作者，很少有其他用户进行访问，同时在洪水预报预警过程中涉及的数据较多，因此推荐采用数据处理能力强且反应速度较快的C/S模式。在系统开发方面，可采用.NET开发方式，该开发方式现阶段较为流行，能够切实满足当前系统开发设计的需要，比较适合Windows系统。系统的功能实现中小流域洪水预报预警系统应能够有效实现登录功能、系统主界面功能、图形功能、数据管理功能、实时监测功能、洪水预报预警功能等多项功能。通过中小流域洪水预报预警系统，能够有效实现对洪水的实时监测，并将数据及时录入系统，实现数据的实时分享。此外，借助该系统应能够有效实现对地图的放大缩小，对地图进行数据的渲染。鉴于系统具有的强大功能，在系统维护管理方面应注意设置权限，非管理人员不得进行操作。结语：本文主要分析中小流域洪水预报预警体系，并提出了自己的看法。中小流域地区洪水发生的周期短，难以预测，因此加强洪水预报预警系统研究至关重要。只有将先进的科学技术与洪水预报预警系统有机结合，才能提高洪水预报预警工作水平，减少洪水灾害损失，有利于当地的经济