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洪水預報系統(tǒng)(flood forecasting system)在計算機上實現(xiàn)洪水預報聯(lián)機作業(yè)的運行系統(tǒng)稱為洪水預報系統(tǒng)。通過分析研究洪水特點及河床變形規(guī)律,采用水文學、水力學、河流動力學等相結(jié)合的方法,建立實用的洪水預報經(jīng)驗方案和數(shù)學預報模型;實際應用中,以實時雨情、水情、工情等各類實時信息作為輸入,通過啟動預報模型和方法,對洪峰水位(流量)、洪水過程、洪量等洪水要素進行實時預報,為各級防汛指揮部門提供決策依據(jù)。

快速而又力求準確。快速是通過各種水文信息的及時采集、迅速傳輸和處理運算來實現(xiàn)的;準確則是通過預報變量實時信息的反饋對預報模型(或經(jīng)驗預報方法)計算成果或其參數(shù)不斷進行實時校正來達到的。

一個具體的洪水預報系統(tǒng)依賴于許多條件,除了本身的技術(shù)特點和流域特性外,還體現(xiàn)一個國家的社會制度和管理制度。 洪水預報系統(tǒng)一般包括6個子系統(tǒng),即:歷史和實時數(shù)據(jù)收集系統(tǒng);數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫管理(數(shù)據(jù)處理與存儲)系統(tǒng);預報模型(或經(jīng)驗預報方案)計算與修正系統(tǒng);預報發(fā)布系統(tǒng);預報評估系統(tǒng)。

一個洪水預報系統(tǒng)由于其開發(fā)目的、要求和規(guī)模的差異,可大可小、可簡可繁。用數(shù)學模型實現(xiàn)聯(lián)機預報作業(yè),減輕預報員繁重的勞動,這是洪水預報系統(tǒng)最基本的功能。現(xiàn)代計算機技術(shù)的高速發(fā)展,除去高速計算功能,還增強了強大的信息處理和圖形功能。利用洪水預報系統(tǒng)可以快速地提供初步的預報成果,幫助預報員進一步做好預報,做過去手工條件做不到的大量的圍繞作業(yè)預報決策的信息查詢比較、交互分析的工作。

洪水預報系統(tǒng)在國外研究開發(fā)已有30多年的歷史,國內(nèi)也有20多年的歷史。最早將水情信息處理與洪水預報計算機制作直接聯(lián)為一體的系統(tǒng)是從研制水文自動遙測洪水警報、預報系統(tǒng)開始的,稱為"水文自動測報系統(tǒng)"。這類系統(tǒng)的共同特點是使用遙測水文信息(雨量、水位),直接實現(xiàn)聯(lián)機洪水預報作業(yè),屬于第一代洪水預報系統(tǒng),如1958年日本富士通株式會社研制的水文自動化遙測系統(tǒng),1988年中國水利水電科學研究院在微機DOS系統(tǒng)上開發(fā)的一套適用于中小流域的洪水預報調(diào)度自動化系統(tǒng)等。上世紀80年代以后,由于控制理論的實時預報技術(shù)大量引入到洪水預報中來,實現(xiàn)自動的實時校正。這種系統(tǒng)稱為"聯(lián)機實時預報系統(tǒng)",從預報技術(shù)的角度看,比較第一代系統(tǒng)有了實質(zhì)性的進步,故可以劃分為屬于第二代的洪水預報系統(tǒng),這類系統(tǒng)比較著名的有1983年中國水利部水文水利調(diào)度中心與意大利諾蒂公司合作開發(fā)的適用于大江大河和大河系的"VAX機聯(lián)機實時洪水預報系統(tǒng)", 1985年美國天氣局開發(fā)的全美通用的河流預報系統(tǒng)(NWSRFS)第五版,1988年英國水文所研制的通用性的河流徑流預報系統(tǒng)(RFFS), 1992年意大利ET&P公司研制的歐洲洪水預報系統(tǒng)(EFFORTS),1997年中國水利部水利信息中心研制的"水情信息及洪水預測預報業(yè)務系統(tǒng)"。1989年,美國天氣局在河流預報系統(tǒng)第五版上安裝了交互式預報程序(IFP),揭開了第三代洪水預報系統(tǒng)研制的序幕。IFP在圖形工作站實現(xiàn),用圖形交互處理技術(shù)對洪水預報數(shù)學模型的計算結(jié)果進行人工干預,從而得到可以發(fā)布和實行河系連續(xù)預報的成果,保證了河系預報作業(yè)的連續(xù)性。這一成果問世后得到洪水預報界,特別是擔負大江大河預報任務的水情部門的廣泛贊同,從而確立了第三代洪水預報系統(tǒng)向交互式系統(tǒng)發(fā)展的方向。1995年長江委開發(fā)的"長江專家交互式洪水預報系統(tǒng)",以及水利部水利信息中心組織研發(fā)的《中國洪水預報系統(tǒng)》就屬于這一類系統(tǒng)。

目前,全國流域機構(gòu)和省(區(qū)、市)的水文部門已有26個單位建立了洪水預報系統(tǒng),能在兩小時內(nèi),完成數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理工作,并在天氣形勢分析和實時雨水情信息的基礎上,完成對七大江河干支流主要控制站、防洪重點地區(qū)、重點水庫和蓄滯洪區(qū)具有不同預見期和精度的洪水預報,為防洪決策提供依據(jù)。為了加強全國洪水預報系統(tǒng)標準化建設工作,水利部水文局正組織全國力量,聯(lián)合攻關(guān),集中開發(fā)基于寬帶網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)的分布式的、通用性的洪水預報系統(tǒng),該系統(tǒng)的建立將使我國的洪水預報技術(shù)和水平再上一個新臺階。