水情业务知识学习资料.docx
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水情业务知识学习资料
四季度学习资料
水情基本知识
水文情报预报的概念
水文情报预报是指对江河、湖泊、水库等水体的水文要素实时情况的分析报告以及未来情况的预报，涉及防洪、抗旱、水资源综合利用与管理以及水生态环境保护等多个领域，与经济社会发展密不可分，是水文工作中重要组成部分。
广义上讲，一切围绕水文情报预报所展开的专业工作和管理活动，都称之为水文情报预报工作，简称“水情”。
水情工作的基本内涵
1、为防汛抗旱提供重要支撑和保障；
2、为突发公共水事件提供预测分析；
3、为山洪灾害防御工作作出了突出贡献；
4、为水资源的优化配置、高效利用提供基础依据；
5、为生态建设提供基础信息；
6、为水利工程建设和运行奠定坚实基础；
7、为经济社会发展和人民群众生产生活提供全面服务。
水文情报预报工作（简称水情工作）的主要内容
可分为水文情报、水文预报、水情服务和水情管理4个部分。
水文情报工作主要包括：
水情编码、水情报汛、水情传输、水情监视、水情信息报送、质量考核等内容。
水文预报工作主要包括：
预报方案编制和修订、预报方案评定和检验、作业预报和预报会商等。
水情服务工作包括：
水情信息的提供和发布，危险或灾害性水情的报警、预报信息的发布，水文情势的分析，旱涝趋势的展望等。
水情工作流程
水情工作是一项常年性工作，以汛期为主线、按时间（年度）划分，可分为：
汛前准备、汛期工作、汛后总结三阶段。
水情汛期工作大致可分为以下几个流程（即汛期的主要工作）：
检测信息――报送信息――入库存储――分析处理――制作图表及文字材料――水文预报――防汛抗旱会商――发布信息。
水情有关技术标准、规范
《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）
《水情信息编码标准》（SL330－2005）
《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》（SL323－2005）
《实时水情交换协议》（SL388-2007）
《水文情报预报技术手册》
《全国水情信息技术报送质量规定》
《全国主要江河干流洪峰编号规定》
《全国洪水作业预报管理办法》
《全国水情工作管理办法》
水情站的主要职责与任务
1、按水情任务书和水情委托书要求完成报汛任务，应做到“测得准、测得到、报得出、报得及时”，保证报汛质量和时效。
2、及时向当地政府部门通报水（雨）情。
3、负责所辖委托水情站的检查、管理、业务培训。
4、按上级下达的任务，开展水文情报预报工作。
水情人员主要职责
1、掌握执行本岗位有关技术规定和要求，依照岗位职责完成水文检测、水文情报预报、水情值班、设备维护、分析资料等任务。
2、熟悉本地区的流域自然地理特性、水文特征、水情站网设置和水文测报等情况，了解水工程设施的建设、管理和人类活动等情况。
3、了解本地区历时上洪、涝、旱灾害情况和水文气象演变规律。
4、熟悉水文预报理论和方法，掌握水文预报方案，了解通讯、计算机等新技术在水文情报预报工作中的应用。
一、水文情报
（一）水情站网
1、水情站分类
水情站：
凡按《水文情报预报规范》中4.1规定报送水情信息的水文站、水位站、雨量站、水质站、气象站和专用站的统称。
水情站按照报送水情信息对象可分为中央报汛站、省级报汛站和地方报汛站等。
水情站按测报时间、标准和要求，可分为常年水情站、汛期水情站、辅助水情站三类。
2、雨量站降水量编报精度
降水量编报记至0.1mm。
每日降水量以8时分界，从本日8时至次日8时的降水量为本日的日降水量。
时段降水采用定时分段次测报。
3、降雨量等级划分
根据单位时间内站点雨量的大小而定出的等级，用来反映降雨的强度。
降雨量等级分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六个等级。
降雨量分级标准见下表：
降雨量等级划分表
站点降雨量等级
12h雨量值（mm）
24h雨量值（mm）
小雨
0.1～4.9
0.1～9.9
中雨
5.0～14.9
10.1～24.9
大雨
15.0～29.9
25.0～49.9
暴雨
30.0～69.9
50.0～99.9
大暴雨
70.0～140.0
100.0～250.0
特大暴雨
>140.0
>250.0
水文部门以前划分：
通常说的小雨、中雨、大雨、暴雨等，一般以日降雨量衡量。
其中小雨指日降雨量在10毫米以下；中雨日降雨量为10~24.9毫米；大雨降雨量为25~49.9毫米；暴雨降雨量为50~99.9毫米；大暴雨降雨量为100~199.9毫米；特大暴雨降雨量在200毫米以上。
4、暴雨概述
暴雨通常以暴雨历时、暴雨强度、空间分布来描述。
暴雨历时、笼罩面积和降水总量三者如何组合，对洪水影响很大。
一类为暴雨历时短、中心强度大，笼罩范围几百乃至几千平方公里，所造成的灾害是局部性的；另一类大面积暴雨，这类暴雨过程长，暴雨覆盖面广，可以导致一个地区或几条大河同时爆发洪水。
5、墒情站
墒情站：
检测田间或牧场等土壤墒情的水文测站。
土壤墒情是指田间土壤含水率及其对应的作物水分状态。
即某一土壤样品中水的质量与干土质量的比值，以百分数表示。
墒情站分为国家墒情监测站与地方墒情监测站。
墒情站按测报目的分为基本站、实验站和巡测站三类。
1）基本站。
土壤采用地点固定，以保持墒情资料的一致性和连续性。
正常情况下按三点法测报墒情，监测深度为垂向10cm、20cm、40cm。
2）实验站。
具有基本站的功能外，收集降雨、蒸发、气压、气温湿度、风向、风速等相关水文气象信息；分析测定所辖区域内各墒情站点土壤的理化特性和土壤水分常数等；分析土壤含水率增长和消退等。
3）巡测站。
对墒情站的补充。
为有效掌握区域干旱程度和干旱范围，采用移动墒情监测设备或快速监测方法进行土壤墒情测报。
（二）水情信息测报
1、水情报汛
（1）报汛通讯方式：
程控电话信道（采用PSTN信道传输数据）、超短波通信、短信通信（中国移动的GSM短信）、GPRS通信（一种基于GSM的移动分组数据业务）、通信卫星等。
（2）自动测报
a）系统组成
水文自动测报系统由遥测站、集合转发站、水情分中心和水情中心组成。
遥测站负责数据采集、存储和发送；水情分中心主要负责所辖遥测站的水情信息接收、处理、存储，建立水情信息数据库，完成编报，把水情信息转发至流域（省级）水情中心。
b）工作体制
水情自动报汛通常的工作体制有自报式、应答式和混合式。
自报式：
遥测站按规定时间或被测参数发生一个规定变化时，自动向中心发送实时的水雨情数据。
应答式：
遥测站响应分中心查询，再将采集到的数据向中心站发送。
混合式：
兼并自报式和应答式的优点。
2、报汛段次
按国家标准，一般将报汛段次规定为六级，其中
一级为1段1次，每天只在8时报送一次；
二级为2段2次，每隔12小时报送一次，每天报送2次；
三级为4段4次，每隔6小时报送一次，每天报送4次；
四级为8段8次，每隔3小时报送一次，每天报送8次；
五级为12段12次，每隔2小时报送一次，每天报送12次；
六级为24段24次，每隔1小时报送一次，每天报送24次；
3、水情信息报送具体规定
（1）水情报汛应有专人负责，建立审核制度，形成文档。
（2）水情信息应在观测后10分钟内发出；测报时间采用北京时间，并以24小时计，精度计至分钟，午夜12时一律记为次日00时。
（3）当发生特大暴雨洪水和溃口、分洪、溃坝等特殊水情以及水污染事故时，应及时向当地水行政主管部门报告，不能用报文报送的应以电话送的应以电话、传真或其他方式报告。
4、报送的水情信息有水文基础信息和实时水情信息两类
水文基础信息包括：
报汛站考证资料；报汛站大断面资料、水文流量关系等成果；报汛站水文要素特征值；报汛站所在断面的防汛特征值（河段警戒水位、保证水位和水库汛限水位等）
实时水情信息包括：
降水量、蒸发量、河道水情、水库水情、泵站水情、土壤墒情、地下水情以及水质方面的实时信息。
实时水情信息报送质量考核内容包括报文数量、报送时效性、错报数量（含格式错报和数据错报）及更正数量等。
并依据到报率、错报率、更正报率划分的优秀、良好、合格、不合格四个等级进行考核。
（三）水情传输处理
1、水情编码
水利部与2005年颁布了新的《水情信息编码标准》（SL330－2005）。
以下介绍部分水情信息编码的主要原则和基本要求。
（1）编码格式
水情信息编码应包括编码格式标识符、水情站码、观测时间码、水文要素标识符、数据（值）、结束符“NN”六个部分，各部分由空格分隔。
编码格式标识符由格式码和编码分类码组成，格式码（A、B、C格式）在前，编码分类码（10类）在后。
需要修正或删除已报送的信息时，采用A格式编报，并执行如下规定：
1）需要修正已报送的信息时，在原编码格式标识符前加符号“R”，组成修正编码的编码格式标识符，其它部门的编码形势不变。
2）编报修正信息时，应列出原编码中与错报信息同类的全部信息。
3）需要删除已报送的信息时，在原编码格式标识符前加符号“D”，组成删除编码的编码格式标识符，再编列原编码中的全部内容，编码形式不变。
4）原编码中的水情站码和观测时间错误时，应编发删除码，并同时编发正确的编码。
5）编码中漏编某组信息时，修正编报执行第2）款。
A格式应由编码格式标识符、水情站码、观测时间码、水文要素标识符、数据（值）、结束符“NN”组成，各部分由空格分隔。
（2）编码原则
a）水情信息编码分类码
部分水情信息编码分类码、可编报的水情信息及编列顺序
水情信息编码类别
编码分类码
可编报的水情信息及编列顺序
降雨
P
①降水；②蒸发
河道
H
①降水；②蒸发；③河道水情；④沙情；⑤冰情
水库（湖泊）
K
①降水；②蒸发；③水库水情；⑤冰情
b）观测时间码
观测时间码由月、日、时、分组成
编码格式：
MMDDHHNN
说明：
MM：
表示月份，2位数字，取值01～12
DD：
表示日期，2位数字，取值01～31
HH：
表示小时，2位数字，取值00～23
NN：
表示分钟，2位数字，取值00～59
c）要素标识符
要素标识符由主代码、副代码、时段码与属性码四部门组成。
编码格式：
主代码[幅代码][时段码][属性码]注：
[]中的内容可省略
说明：
主代码：
水文要素类型码，1位；
副代码：
对主代码作补充说明，1位；
时段码：
水文要素所涉及的时段长，1～3位；
属性码：
水文要素的属性标识符，1位。
水文要素分类（部分）及其类型码
要素分类
类型码
蒸发量
E
降水量
P
流量
Q
时间、历时
T
水位
Z
时段码描述水位要素观测（或计算）值的时段长度，可按下列规定执行：
报送水情信息时，年、月、旬、日的时段码分别由Y、M、X、D表示。
属性码用于表示水文要素的特征属性。
水文要素的最大、极大、最高用代码“M”表示，最小、极小、最低用代码“N”表示。
（3）编码格式
a）降水量编码
编码格式水情观测降水蒸发
标识符编码时间码信息类信息类NN
b）河道水情码
编码格式水情观测降水蒸发河道沙情冰情
标识符编码时间码信息类信息类水情类信息类信息类NN
（4）编码示例
某雨量站81012123，采一级编报标准。
6月30日8时至7月1日8时日降水量为2.6mm，蒸发量为3.9mm（E601蒸发器），8时天气晴；6月下旬降水量58mm，6月月降水量269mm，其编码为：
某河道站55013123，8月28日16时24分水位为366.91m，水势平，初步判断为洪峰水位，查线流量为3760m3/s,应立即编报，编码为：
某水情站81012123，采用三级拍报，起报标准为10mm，规定要进行暴雨加报，加报标准为1小时降雨超过30mm，3小时降雨超过50mm。
7月13日8时至14日5时天气阴，14日5～6时降雨4mm，6时天气雨，6～7时降雨33.5mm，7时天气雨，7～8时降雨9.5mm，8时天气雨，则
某河道站48125123，9月1日有以下信息需要报送：
8月平均水位218.89m，月平均流量1020m3/s；8月月最高水位221.47m，发生时间12日21时10分；8月月最大流量3480m3/s，发生时间12日20时；8月月最低水位217.20m，，8月月最小流量615m3/s，均发生在23日8时。
则9月1日的编码为：
（4）水情信息编码要素常用（部分）的标识符：
日降水量、月降水量、旬降水量、天气状况、12小时时段降水量、瞬时水位、水势状态、水流特性、瞬时流量、流量测法、极值发生时间引导符。
（5）部分常用编码要素标识符所代表的要素名称：
PR；P6；ED；ES；Z；ZS；HS；TM；TT。
2、传输处理
利用现有网络资源，按照《实时水情交换协议》，实现各联网单位之间实时水情信息的相互交换，根据设定的校验和传输规则进行处理、转发报文，从而实现水情信息传输、汇集、交换、共享的目的。
（四）水情数据库
水情信息数据库包括实时水情数据库和历史水情数据库。
历史水情信息数据库的数据录入应执行初校、复校和审核制度，录入差错不超过0.2％。
（五）水情业务系统
根据当前水情业务的需要，水情业务系统主要包括值班平台、查询监控、会商发布与水文预报系统。
水利部水文局于2007年开发建设了一套水情值班平台，网址：
http:
//10.1.77.80/
（六）水情信息质量
水情信息质量包括水情信息的准确性、及时性和完整性。
水情信息质量考核内容包括报文数量、报送时效性、错报数量（含格式错报和数据错报）及更正数量等。
其中水情信息错报率以错报份数与应报总份数之比计算。
为保证水情报汛质量，人工编报时，错报率不得超过2％，水文自动测报系统误码率不得超过0.2％。
水情信息质量按优秀、良好、合格、不合格四个等级考核。
二、水文预报
水文预报主要包括洪水预报、潮位预报、水库水文预报与水工程施工期水文预报、冰情与春汛预报和枯季径流预报以及山洪、泥石流、水质警报预报等。
水文预报工作包括预报方案编制和修订、预报方案评定和检验、作业预报和预报会商等。
（一）水文预报基本要求
1、当水情或水工程运行发生较大变化时，应根据新的情况及时进行滚动预报。
2、为增长遇见期或评估防汛形势，可参考降水预报或假设不同量级降雨，预测预估相应水文要素，供领导决策参考。
3、对预报方案达不到精度要求或无预报方案的地区，可根据防汛需要，进行水文情势的预测预估，但不得正式发布预报。
4、洪水之后，特别是大洪水之后，应及时对作业预报进行总结、评定，从技术上分析、总结成功的经验以及失误的原因，当预报偏差较大时，还应进行专题分析，并提交分析材料。
5、各级应建立健全会商制度。
重要水情的预报会商应由各级水文部门的分管领导或主要领导主持。
6、作业预报须建立规范的校核、审核和签发制度。
（二）预报方案的编制
水文预报方案的编制，必须确保资料的质量和代表性。
当资料代表性达不到《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）规定要求时，预报方案应降级使用。
以洪水预报方案为例，预报方案编制步骤如下：
1）熟悉了解搜集选定编制预报方案的水文站以上流域自然地理特性、河道变迁及冲淤情况、水文特性、水情站网和水文测报等情况，了解水利工程设施建设、管理和人类活动等情况，并收集、整理有关资料，在此基础上绘制流域水系及站网分布图。
2）了解流域历史洪、涝、旱灾害情况，充分认识编制洪水预报方案的重要性和必要性。
3）分析水文气象规律，结合自然地理特性，定性分析流域的产汇流特性及其影响因素，为选定预报方法奠定基础。
、
4）水文资料的选用。
《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）规定，对于洪水预报方案，要求使用不少于10年的水文气象资料，其中应包括大、中、小洪水各种代表性年份，并有足够代表性的场次洪水资料，湿润地区不应少于50次，资料不足时，应使用所有洪水资料。
注意：
对大于选定洪水标准以上的洪水场次必须全部采用；当资料代表性达不到次要求时，洪水预报方案应降一级使用。
5）水文资料的统计。
根据确定选取洪水场次的标准，对洪水场次中的有关要素进行统计，不同的方法统计的要素也不同。
6）根据分析初选的预报方法建立预报模型，若用经验相关法，则用统计出的预报因子、预报对象及影响参数，点绘预报图（包括点绘及定线），或用多元回归建立预报对象的回归方程；若用数学模型法，则需用计算机软件对各参数进行率定，使预报对象的计算值与实际值的拟合程度最好。
7）方案评定与检验。
《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）规定，预报方案建立后，必须对所建立的预报方案进行精度评定和检验，衡量方案的可靠程度，确定方案等级。
预报方案经评定和检验后，精度达到甲等或乙等的，方可发布正式预报。
丙等的可作参考预报，仅供内部使用。
丙等以下者只能用于参考估报。
预报方案的精度等级按合格率和确定性系数划分。
精度评定必须用参与预报方案编制的全部资料，不得将不合格的点次随意舍弃。
精度检验应用为参与方案编制的预留资料（不少于2年）。
（三）洪水预报方案评定
洪水预报精度评定应包括预报方案精度等级评定、作业预报的精度等级评定和预报时效等级评定等
洪水预报精度评定的项目包括洪峰流量（水位）、洪峰出现时间、洪量（径流量）和洪水过程等。
可根据预报方案的类型和作业预报发布需要确定。
（1）洪水预报误差的指标可采用以下3种：
a）绝对误差。
水文要素的预报值减去实测值为预报的绝对误差。
多个绝对误差值的平均值表示多次预报的平均误差水平。
b）相对误差。
绝对误差除以实测值为相对误差，以百分数表示。
多个相对误差绝对值的平均值表示多次预报的平均相对误差水平。
c）确定性系数。
洪水预报过程与实测过程之间的吻合程度可用确定性系数作为指标，按公式计算。
（2）许可误差。
（3）预报项目精度的精度评定。
（4）预报方案精度评定。
当一个预报方案包含多个预报项目时，预报方案的合格率为各预报项目合格率的算术平均值。
其精度等级仍按规范中表1的规定确定。
当主要项目的合格率低于各预报项目合格率的算术平均值时，以主要项目的合格率等级作为预报方案的精度等级。
（5）作业预报的精度评定
（四）预报方案的修订
当实测水文资料超出原水文预报方案数值范围、水文情势发生改变时，采用新方法、新技术可以提供精度或增长有效预见期，应对方案进行修订、补充或更新。
（五）预报方案的审查
水文预报方案的编制或修订，应报水情主管部门正式立项，其成果应由主管部门组织专业审查，达到规定精度要求后，才能用于制作、预报和发布预报。
（六）洪水作业预报工作流程：
包括雨水情监视、水文情势分析、预报计算、综合分析、预报会商、预报修正、评定总结等。
（七）其它水文预报
1、中长期预报
（1）中长期预报的项目应包括最高（大）、最低（小）水位（流量）及其出现时间、平均水位（流量）等，各要素均有年、季、月或旬之分。
（2）中长期预报可采用天气学方法、数理统计方法和宇宙－地球物理分析方法等。
（3）中长期定性预报主要根据要素距平值，按下表划分成5个等级，对于年、季、月或旬径流量或最高水位（最大流量）进行预报。
中长期定性预报等级表
分级
枯（低）水
偏枯（中低水）
正常（中水）
偏丰（中高水）
丰（高水）
要素距平值％
距平<－20
-20≤距平<-10
-10≤距平≤10
10<距平≤20
距平>20
（4）对中长期预报的精度评定规定如下：
a）对于水位（流量）的特征值定量预报，按多年同期实测变幅的10％，其他要素按多年同期实测变幅的20％；要素极值的出现时间按多年同期实测变幅的30％作为许可误差，根据所发布的数值或实测变幅的中值进行评定。
b）定性预报的评定分合格和不合格两个等级：
当预报与实况在同一量级时为合格，否则为不合格。
2、水库水文预报及水利水电工程施工预报
1、水库水文预报的项目应包括入库洪峰洪量、洪水过程、水库最高水位、最大泄量以及各运行期的入库径流量。
2、水库水文预报方案除产流与汇流方案外，还应有调洪演算、各运行期入库径流等方案。
重要的中、小型水库应有总量预报方案和简易调洪查算图表。
3、水库水文预报应与调度紧密结合。
水情部门应熟悉水库的防洪设施和调度原则。
4、水利水电工程施工预报的项目在不同施工阶段和施工地区有所差异。
5、施工期预报方案除上述项目的预报方案之外还应包括以下方案：
a）不同预见期的中长期水文预报方案；
b）工期较长的工程，应有不同施工阶段的径流总量与特征水位、流量预报方案；
c）宽阔水体的浪高计算
6、施工预报方案中的各种参数，应在不同施工阶段随时率定，进入蓄水阶段后，水库的设计特性曲线应重新率定。
7、水库水文预报及水利水电工程施工期预报的精度评定规定如下：
流速预报取实测值的20％作为许可误差，其余要素的许可误差按本规范有关规定执行。
（八）洪水预报方案编制示例
三、水文情报预报服务
1、服务内容
水文情报预报服务工作应包括水情信息的提供、危险水情或灾害的报警、水情预报信息的发布、旱涝趋势分析、水文情势专题分析和承担各方面委托的有关水情的咨询服务。
2、服务方式
防汛抗旱水文服务工作要求水文情报预报更加全面、迅速、科学、超前，水文部门在水文情报预报服务方式上也呈现多样化，主要包括水情报表、网络查询、汇报会商、异地会商、紧急报告、手机短信、公众服务和其它方式。
3、主题分析及阶段综合分析
专题分析包括两类：
一是以分析独立重大水事件为主要内容的专题报告；二是以时间为依据的阶段综合分析成果。
专题分析报告的主要内容包括全面描述重大汛情、旱情或其它水文突发事件的形成原因、发生过程、主要特点、影响范围、持续时间、发展趋势等。
以时间段为依据的阶段综合分析成果除包括以上内容外，还应包括历史同期同时段分析比较；阶段材料往往是雨水情正在发生过程之中所需提供的汇报资料。
专题分析报告编制主要内容如下：
（1）概况
对区域内发生的场次洪水、旱情等水文事件的成语和主要特点进行全面高度的概况。
（2）气象成因
对洪水等水文事件的环流背景、天气形势、影响系统、物理条件等，一般可与当地气象部门共同研究分析确定。
（3）降水量
降雨量级，雨区移动路径，降水区域分布图，笼罩面积，与历史同期均值比较，短历时暴雨极值及历时排序，与典型年比较分析，重现期分析。
（4）水情
a）江河洪水
江河洪水包括洪水概况，洪水组成，洪水量级，超警超保，水位、流量、长短历时洪量等极大值及历史排序，与典型年比较，遭遇分析，重现期分析。
b）旱情和枯水
旱情和枯水包括旱情概况，降水量比较，土壤墒情，地下水位，水库塘堰蓄水，旱情分布，持续时间，旱情等级，江河水位或流量极小值及历史排序，典型年比较，重现期分析
（5）雨水情主要特点
a）降水量特点
区域内发生的不同历时（1h、3h、6h、12h、24h等）最大降水量统计分析，历史排位，重现期等，出现的主要暴雨场次的雨量、范围、强度描述，致洪暴雨分析等；反之，统计分析雨量小，无雨日持续时间长等旱情特点。
b）水情特点
以江河洪水为例，对洪水进行定性，说明是流域性洪水还是区域性洪水，水位、流量、
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