水文預(yù)報(bào)與水資源優(yōu)化管理技術(shù)

姜滿川 謝天 田紅綱

摘要：水文水資源在自然界的存在是一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)的過(guò)程，在水文預(yù)報(bào)過(guò)程中，需要對(duì)水文數(shù)據(jù)做出精準(zhǔn)的計(jì)算，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確是做好水文預(yù)報(bào)工作的重點(diǎn)?，F(xiàn)階段我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步在水文預(yù)測(cè)工作上已經(jīng)取得了一定的成就，但是由于水文的分布、運(yùn)動(dòng)受到的影響因素較多，因此在實(shí)際工作中還存在這一些問(wèn)題。因此對(duì)水資源中水文預(yù)報(bào)進(jìn)行研究，確保水文數(shù)據(jù)信息的精確性，可以為水文預(yù)報(bào)研究工作提供有效的參考數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文預(yù)報(bào);計(jì)算;蒸發(fā)值;方法

引言：水文計(jì)算缺少?lài)?yán)格的管理與科學(xué)技術(shù)的支持是我國(guó)水資源的開(kāi)發(fā)與利用中存在的主要問(wèn)題之一。在水文預(yù)報(bào)工作中，需要對(duì)水文信息變化數(shù)據(jù)做出分析。為了進(jìn)一步提升水文預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，就需要加強(qiáng)對(duì)水文計(jì)預(yù)報(bào)這一課題研究的重視程度，以便可以更好的對(duì)自然水資源進(jìn)行利用，做好洪澇災(zāi)害預(yù)警等工作，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展。

1、水文預(yù)報(bào)的意義

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，有針對(duì)性的利用和融合正在發(fā)展中的大數(shù)據(jù)、星地遙感技術(shù)、全景物理實(shí)驗(yàn)、人工智能和動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型等相關(guān)內(nèi)容，可以切實(shí)有效的為流域水文循環(huán)的精確模擬提供全新的途徑和策略。水文預(yù)報(bào)可以為防汛工作提供有效的參考數(shù)據(jù)，從而可以確保防汛工作的順利展開(kāi)。對(duì)水文預(yù)報(bào)的水平實(shí)現(xiàn)大幅度提高，為相關(guān)災(zāi)害的預(yù)警做出及時(shí)的響應(yīng)，這樣的話就可以爭(zhēng)取到更多的時(shí)間來(lái)給災(zāi)害區(qū)域的人們，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在很大程度上減少災(zāi)害損失的目的。

2. 水文預(yù)報(bào)的方法

水文預(yù)報(bào)的方法包括以下三種，即水文預(yù)報(bào)法、ANN 預(yù)報(bào)法、應(yīng)用水文站網(wǎng)體系等，而對(duì)于水文計(jì)算中蒸發(fā)量的計(jì)算方法，則主要包括兩種，即水量平衡法以及直接測(cè)量法等。我們應(yīng)該在了解水文氣象長(zhǎng)期數(shù)值的基礎(chǔ)上，應(yīng)用水庫(kù)預(yù)報(bào)分析系統(tǒng)來(lái)開(kāi)展相關(guān)的水文計(jì)算工作，應(yīng)該加大對(duì)水文數(shù)據(jù)計(jì)算的力度，確保水文計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，從而能夠?yàn)樗念A(yù)報(bào)的相關(guān)工作提供更加真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)信息。

2.1 ANN 預(yù)報(bào)法

ANN 預(yù)報(bào)的方法也可以被認(rèn)為是人工的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該法一般是以連接學(xué)說(shuō)為依據(jù)，通過(guò)仿生模型的構(gòu)建，第一步是要計(jì)算出輸入向量和權(quán)向量的內(nèi)積，第二步是經(jīng)過(guò)神經(jīng)元，最后是通過(guò)非線性傳遞函數(shù)地利用獲得相關(guān)的標(biāo)量結(jié)果。各個(gè)神經(jīng)元可以通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)充分發(fā)揮其自身的作用，將維向量空間分為兩個(gè)部分，在給定輸入向量的情況下，通過(guò)神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷向量超平位置的目的。

2.2水文預(yù)報(bào)法

對(duì)于水文預(yù)報(bào)而言，其主要可以分為以下兩種方法：其中一種說(shuō)的是回歸分析模型法，另一種方法則指的是時(shí)間序列模型，一般采用最多的是指數(shù)平滑法等，該方法所具有的優(yōu)點(diǎn)是可以避免其他方法的一些缺點(diǎn)，如該法所需要的數(shù)據(jù)沒(méi)有其他方法那么多，但是它也有其固有的缺點(diǎn)，如在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，需要對(duì)其中的平滑因子的數(shù)值進(jìn)行估計(jì)，這一做法很難保證計(jì)算的科學(xué)性。

2.3應(yīng)用水文站網(wǎng)體系

現(xiàn)階段，各地區(qū)已經(jīng)初步形成了水文站網(wǎng)體系，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有江河湖庫(kù)的覆蓋，也能夠有效地控制一些基本的情勢(shì)。以國(guó)家氣象局的預(yù)報(bào)為根據(jù)，再結(jié)合本區(qū)域的實(shí)際預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，向大眾提供季度的水情預(yù)報(bào)，可以在很大程度上提升水文預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。各地區(qū)的水利部門(mén)可以選擇構(gòu)建一個(gè)水庫(kù)實(shí)時(shí)的洪水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用該預(yù)報(bào)類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)及時(shí)的獲取該地區(qū)的雨水信息與洪水情況，并進(jìn)行連續(xù)的預(yù)報(bào)，從而在防洪方面起到很好的作用，并獲得較為顯著的效益。

3、水文預(yù)報(bào)運(yùn)用的技術(shù)

3.1遙測(cè)終端技術(shù)

水文預(yù)報(bào)采用水文遙測(cè)終端技術(shù)，其主要通過(guò)建立終端遙測(cè)與國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)的聯(lián)系，結(jié)合具體情況確立水文情報(bào)中心，基于此展開(kāi)周邊可測(cè)區(qū)域的水文監(jiān)控工作，從而獲取水文信息，以達(dá)到自動(dòng)化監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)雨量、水位等方面水文狀況的目的，并得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后傳送給終端系統(tǒng)且保存。此技術(shù)借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、整理、處理，經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程構(gòu)建出水文流量關(guān)系曲線、水情監(jiān)測(cè)報(bào)告等。在實(shí)踐中采用水文遙測(cè)終端技術(shù)，不但實(shí)現(xiàn)了水文監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，提高了水文水資源管理效率，降低了管理工作量和成本，還依托實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)為水文監(jiān)測(cè)的精確性、水文情況預(yù)判的有效性提供了保障，從而促進(jìn)了水情預(yù)報(bào)工作的順利進(jìn)行。

3.2同位素技術(shù)

這一技術(shù)基于同位素計(jì)時(shí)特性依據(jù)標(biāo)志程度來(lái)分析水文情況。與水動(dòng)力學(xué)技術(shù)相比，在地下水?dāng)?shù)據(jù)信息復(fù)雜、信息量大的區(qū)域應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)，例如針對(duì)城市人口密集活動(dòng)地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。當(dāng)前，同位素技術(shù)的運(yùn)用已日趨完善，監(jiān)測(cè)范圍涉及水徑流途徑、水體起源和年齡等方面。不僅如此，其還能夠根據(jù)水體組分中的氧與氫，有效追蹤淺層地下水，應(yīng)用效果較為可觀。

4.優(yōu)化水文預(yù)報(bào)的方法

4.1加強(qiáng)水文監(jiān)測(cè)

充分的水資源信息監(jiān)測(cè)工作，對(duì)水情隱患預(yù)測(cè)、旱情風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判有較為理想的作用，通過(guò)應(yīng)用高科技設(shè)備、先進(jìn)預(yù)警技術(shù)，可有效促進(jìn)水資源的利用與發(fā)展，滿足發(fā)展需求，同時(shí)根據(jù)水資源分布情況，可有效促進(jìn)水資源開(kāi)發(fā)技術(shù)的利用與推廣，為信息采集、監(jiān)控系統(tǒng)提供支持，便于開(kāi)展實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提升水源信息監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度。除此之外，利用現(xiàn)代化水文信息監(jiān)測(cè)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、遙感化掌握水資源信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)水文資源的大范圍監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源具體情況的詳細(xì)掌握與了解，為科學(xué)管理、利用水資源提供依據(jù)。

4.2完善水文預(yù)報(bào)體系

完善水文預(yù)報(bào)體系需要進(jìn)一步增加預(yù)報(bào)的可操作性，通過(guò)水情監(jiān)測(cè)、水文分析，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立降水預(yù)報(bào)。目前，雨情自動(dòng)采集系統(tǒng)還比較落后，尤其在山區(qū)，站點(diǎn)少，安裝通信裝備比較困難，以至于無(wú)法精確采集到水情信息。針對(duì)這種情況，要加大雨情采集點(diǎn)的建設(shè)，提高氣象部門(mén)對(duì)暴雨洪水的實(shí)時(shí)掌控能力，從而建立可靠的水文預(yù)報(bào)體系。

4.3利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無(wú)線傳感技術(shù)集合了微電子技術(shù)、海量計(jì)算技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等，通過(guò)采用無(wú)線通信形式有機(jī)結(jié)合大量固定傳感器節(jié)點(diǎn)，建立成為多跳網(wǎng)絡(luò)自組織信息傳輸結(jié)構(gòu)，以完成對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸、感知和匯總收集等。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)σ欢▍^(qū)域的環(huán)境情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，了解目標(biāo)對(duì)象的具體狀況。因此可以說(shuō)，無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)對(duì)于智能化管理與處理數(shù)據(jù)信息有著重要作用。從這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)看，無(wú)論是其數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性、安全性，還是數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性等方面，都具有良好的優(yōu)勢(shì)。這也就決定了無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，涵蓋有關(guān)水資源管理的眾多領(lǐng)域。

總結(jié)：在水文預(yù)報(bào)工作中，為了能夠直接的獲取水文方面的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還能對(duì)水文預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度加以確定，就需要技術(shù)人員不斷提升自我專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，在實(shí)踐工作中積極探索新的預(yù)報(bào)技術(shù)，加強(qiáng)水文數(shù)據(jù)信息采集的精確性，利用現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，確保水文預(yù)報(bào)與水資源優(yōu)化管理工作順利開(kāi)展。除此之外，對(duì)水文預(yù)報(bào)工作需要進(jìn)行嚴(yán)格的管理，才能提升預(yù)報(bào)工作的效率。

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