中小流域洪水预报预警体系分析论文_黎光明

黎光明

四川省内江水文水资源勘测局 四川省内江市 641000

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

1.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。

2.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。

3.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

2.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。

3.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。

4.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

1.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。

2.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。

3.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,有利于当地的经济发展和社会和谐。

参考文献:

[1]杨峰.DEM在小流域洪水预报中的应用研究[J].人民长江,2013,(15):22-25.

[2]毛显后,李怀志.贵州省小流域洪水预报系统开发与应用[J].贵州气象,2012,(4):33-36.

[3]陈丰仓,鲍瑞雪,司文青等.河南省山丘区部分小流域洪水勘测探讨[J].河南水利与南水北调,2011,(4):28-30.

论文作者:黎光明

论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿

论文发表时间:2016/3/25

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