新一代流域洪水预报关键技术

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1、中山大学洪水预报与管理暑期研究生课程讲稿新一代流域洪水预报及其关键技术陈洋波中山大学自然灾害研究中心中山大学水灾害与水利信息化联合实验室eescyb@mail.sysu.edu.cn，http://www.hydroinfor.sysu.edu.cn2010年7月13日中国广州中山大学主要内容¾中国的洪水灾害损失¾新一代流域洪水预报方法及其关键技术¾流域水文模型及其发展¾多普勒雷达降雨定量估算¾结论中国的洪水灾害损失¾洪水灾害：一定区域、一定时间内产生的大量径流不能及时安全地排走，致使区域受淹而引起人员伤亡及财产损

2、失的事件。流域洪水、城市内涝洪水、垮坝决堤洪水是我国主要的灾害性洪水。z我国大约2/3的国土面积存在着不同类型和不同程度的洪水灾害。z全国60%以上的工农业生产地，40%的人口，35%的耕地，600多座城市，主要铁路、公路、油田以及许多工矿企业受到洪水灾害的威胁。山东河南1931年江淮大水，洪灾遍及河南、山东、江江苏苏、湖北、湖安徽南、江西、安湖北徽、浙江等8省，浙江淹没农田1.46亿亩，死亡40万江西人。湖南1931年武汉受淹•受灾人口：2855万人•死亡人数：14.5万人(二战死亡14.5万人）““武汉三镇被淹

3、，沦为武汉三镇被淹，沦为““大船若蛙浮水面，小大船若蛙浮水面，小泽国泽国””船如蚁，漂流四周船如蚁，漂流四周””•经济损失银元13.45亿•淹没土地5089万亩•房屋倒塌180万间1993年美国特大洪水灾害TheGreatFloodof1993•受灾人口5.4万，死亡50人•经济损失：200亿美元•淹没范围：9个洲75个镇，•淹没土地：2000万公顷最长200天•房屋倒塌：5万间1998年夏长江流域特大洪水灾害•受灾人口：231.6万人•死亡人数：1526人•经济损失2551多亿元•淹没土地23.9万公顷•房屋倒塌

4、近500万所1998年夏长江流域特大洪水灾害2005NewOrleansflood我国历史上发生的洪水灾害公元前206年至1949年的2155年间，全国发生较大洪涝灾害1092次，平均每两年发生一次较大水灾。解放后洪涝灾害特征值¾20世纪90年代，我国年均洪涝灾害损失1101亿元，占同期国民生产总值的2.38%；¾同期，美国洪涝灾害损失约占其国民生产总值的0.03%；日本这一比例为0.22%洪水灾害的危害¾洪水灾害是我国发生频率最高、危害范围最广、对国民经济影响最为严重的自然灾害，损失居各灾之首¾洪水灾害危及到社会

5、经济可持续发展，和谐社会建设，影响居民的日常工作和生活¾防灾减灾已成为我国政府一项重要的日常工作，每年都要投入巨资开展防洪减灾工作洪水灾害防治措施¾工程措施通过修建防洪工程以达到泄、蓄、滞、分洪水，从而减轻洪水灾害损失，包括修建堤防、水库、分、滞洪区、河道整治等。¾非工程措施防洪工程以外的技术及政策手段，包括洪水预报与警报、洪泛区管理、避洪安全设施、安全撤离计划、洪水保险等洪水预报是最重要的减灾非工程措施¾美国统计数据：每投入1美圆用于防灾减灾工程建设，减灾效益为4美圆¾每投入1美圆用于洪水预报系统建设，减灾效益为

6、15美圆，在中国此比例更高¾国家防总将“三预”（预报、预警、预案）工作列为09年的工作重点什么是新一代流域洪水预报方法¾定义V以分布式物理水文模型为预报模型V以基于网格的高时空分辨率的降雨为流域降雨V以GIS、遥感技术为支撑V可对洪水多要素进行高时空分辨率预报的洪水预报方法分布式物理水文模型¾将流域划分成网格，大小可达到10-100米级¾每个网格上有独立的降雨量¾每个网格上有独立的流域特性数据WetSpa模型¾每个网格上有独立的模型参数¾从物理意义上推求模型参数分布式物理水文模型¾在每个网格上进行产流计算分布式物理

7、水文模型¾全区域进行汇流计算采用基于网格的高时空分辨率的降雨¾每个网格上有一个独立的降雨量·多普勒雷达测雨·雨量计空间降雨插值V泰森多边形法V反距离权重法V克里格法对洪水要素进行高时空分辨率的预报¾进行精细化的径流预报·单元层次洪水要素模拟·多参数模拟V径流深V水位V流速¾便于防洪指挥、洪水调度、人员转移、抢险救灾流域水文模型¾流域水文模型分类¾水文模型的发展¾集总式模型的不足¾分布式物理水文模型流域水文模型分类流域水文模型：描述流域水文过程的模型。¾按研究方法分类y物理模型使用动量，质量和能量守恒定律，从物理意义

8、上去描述流域水文过程的模型，模型中产汇流各环节的运动均从物理意义上去描述，模型参数均通过物理意义来确定。可以较好地模拟原型的物理性质，数模中的绝大部分公式及方程都来源于物理模型的试验结果。需要在原型流域进行径流实验，需要大规模的模拟实验场，试验成本很高。流域水文模型及其分类¾按研究方法分类y数学模型用数学物理方程来描述流域水文过程的模型称为数学模型，数学模型