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洪水预报精度

洪水预报的准确率。用预报值与实测值的差值(称预报误差)大小来衡量。它与预见期长短有密切关系,预见期短的一般高于预见期长的。洪水预报误差是客观存在的,它属于随机误差范围,随着水文资料的增多,经验的积累以及预报科学水平的提高,预报误差将逐步减小。评价洪水预报精度,是为了使应用部门掌握预报的误差情况,能正确地使用预报,也便于发现问题提高预报服务质量。

洪水预报的准确率。用预报值与实测值的差值(称预报误差)大小来衡量。它与预见期长短有密切关系,预见期短的一般高于预见期长的。洪水预报误差是客观存在的,它属于随机误差范围,随着水文资料的增多,经验的积累以及预报科学水平的提高,预报误差将逐步减小。评价洪水预报精度,是为了使应用部门掌握预报的误差情况,能正确地使用预报,也便于发现问题提高预报服务质量。现行洪水预报是从物理成因分析出发,通过对历史资料的统计途径作出。由于影响水文现象的因素众多而复杂,它的误差来源于许多方面,主要有:①方法性的误差。如所采用的预报方法不够严密,只考虑主要影响因素,略去次要因素;应用简化、概化或经验性近似处理等所带来的误差。②抽样误差。指在编制预报方案时只能应用已经观测到的有限系列去分析水文现象总体所带来的误差。③资料本身的误差。如测验方法、仪器、设备、自然条件等影响所带来的观测误差。此外,在作业预报时,对水情信息及时掌握的程度以及人类活动造成自然地理条件的改变,对预报精度也有影响。

洪水预报精度的评定 主要包括评定每个预报方案的精度、实用价值以及每次作业预报的等级。预报方案质量的优劣是通过检验预报来进行的(用预报方案对过去的水文现象作预报。称检验预报)。把检验预报的误差按经验频率的方法进行统计,得出误差分配的保证率曲线,它代表了预报方案的精度,表示预报误差出现在某个范围内的概率。洪水预报的检验评定方法和标准比较复杂,通常以预报误差与许可误差相比较来评定。许可误差是根据对误差特征分析,考虑预报技术水平,测验精度以及生产上的要求等所规定的一个限值,视预报方法和预报现象的不同而异。实际误差小于此限值为合格,大于此限值为不合格。对预报方案,应给出预报误差小于、等于许可误差的保证率,保证率愈大,方案的精度愈高。中国1985年正式修改颁布的《水文情报预报规范》,按检验预报误差小于、等于许可误差点据总数的百分比。把预报方案分为甲、乙、丙三个等级(甲等:合格率≥85%,乙等:85%>合格率≥70%,丙等:70%>合格率≥60%)丙等以下的方案为不合格,不能用于作业预报。对每次作业预报的评定,按预报误差占许可误差的百分比分为四级。预报误差为许可误差的25%以下为优等预报。世界气象组织(WMO)对水文预报的评定,规定全部预报误差中的80%小于许可误差,预报方案为合格。许可误差标准可以通过不同方法确定,大体上有下列几种方法:①以预见期内预报对象变幅均方差作为许可误差的度量标准,即许可误差取决于全部点据的变幅对其变幅均值的偏差程度。

洪水预报精度

式中 δΔ为预见期内变幅的均方差;Δi为预见期内预报现象的变幅;△为全部点据变幅的均值;n为全部点据数。中国《水文情报预报规范》中规定,许可误差取值0.3δΔ~δΔ,它随变幅大小而变,最大变幅的许可误差取δΔ,变幅为零取0.3δΔ,其余变幅的许可误差按直线内插。《苏联水文预报规范》及世界气象组织(WMO)规定,许可误差取值为±0.674δΔ。②以预见期内实测变幅的20%为许可误差。此法简捷易行,但对预报现象变幅较小的河流,显得要求过严。中国短期春汛、凌汛和风暴潮最高水位预报的许可误差,均按变幅的20%取值。③以预报现象实测值的某一百分数为许可误差,多用于评定降雨径流预报。中国降雨产流预报的许可误差采用实测值的20%,并以20毫米为上限,以3毫米为下限,径流深超过150毫米时,以30毫米为上限。④以预报对象多年变幅的某一百分数为许可误差。中国对于长期春汛、流凌、封冻、开河日期等预报,均以多年变幅的20%为许可误差。⑤洪峰出现时间预报的许可误差,中国规定,取预报根据时间至实际峰现时间间距的30%,并以3小时或一个计算时段为下限。

暴雨预报评价 暴雨是几种不同尺度天气系统相互作用下的产物,这种相互作用过程非常复杂。世界各国预报暴雨所采用的天气图方法、统计预报方法和数值预报方法的预报准确率都不高。中国目前短期暴雨预报准确率大约在30~50%左右,即10次暴雨中约有3~5次能够事先报出,南方暴雨的预报准确率比北方稍高,日本大约在50%左右。

降雨径流预报评价 用暴雨资料来预报洪水,预见期比相应水位预报方法要长,但预报精度却相对要低一些。暴雨形成径流的物理过程受到许多因素的影响,极为复杂而多变,加之在作业预报时,由于暴雨的时空分布不均,观测站网及报汛条件的限制,流域平均暴雨量代表性不足,下垫面条件改变等导致降雨径流预报常出现较大误差,一般降雨径流预报方案的保证率约在70~80%,即每次预报误差出现小于许可误差的可能性约为70~80%。

相应水位(流量)预报评价 天然河道洪水波运动的原理,是相应水位(流量)预报的基本依据。在一定河段上,河道与断面对洪水波变形的影响,可视作定值。如上游站与下游站之间没有区间来水加入,河道冲淤变化与回水顶托不明显,则相应水位(流量)预报是一种简便易行、精度较高的预报方法。一般其预报方案的保证率可达80%以上(当预见期内发生暴雨,区间来水较大时不计)。另外,在进行河系连续预报时,由于预报河段长,区间加大,也可能影响预报精度。