6.3.1.1 现代洪水预报发展的回顾
洪水预报产流阶段以次洪API（前期雨量指标）模型的降雨径流相关图方法使用最多，产流公式也是对降雨径流相关图的一种数学概化。它是70年代为解决用性能简易的计算机代替人工查图而制作的，但存在概化误差，现已被计算机使用二元三点插值算法替代。少数流域采用蓄满产流模型。汇流部分以使用分类的谢尔曼单位线最广泛，少部分流域使用了“华水”、“长办”汇流系数。纳须单位线、非线性单位线、扩散模型的使用则属个别流域。水位流量相关的方法（包括合成流量法）再加上洪峰相关（包括总涨差相关法）是目前用于河道预报的最普遍的方法。马斯京根法的使用也很普遍。
众所周知，相关图、谢尔曼单位线和马斯京根法是20世纪30年代产生的。经过实践的淘汰筛选，成为传统预报方法的主流，这种历史变迁的走向，包含着令人深思的内在规律，不是偶然的。究其原因，至少可以列举三点。
第一，精度可靠。上述实用洪水预报方法的可靠性经受了数十年洪水预报实践的考验。虽然从60年代以来，国内外不少学者试图走出传统模式，创立新的洪水预报数学模型，而且其中有些模型在建模阶段效果也不错，但是一旦用于洪水预报中，则很少有模型能达到这些传统方法的精度，特别是一些参数众多的精细模型，在作业预报资料条件下，精度往往比率定期严重下滑。
第二，便于使用专家经验校正。这些传统的实用方法在长期使用过程中，预报员积累了十分丰富的经验。所以，在作业预报时可随时根据具体情况对预报方案的预报值作出判定并适当修正。
第三，符合系统论的观点。洪水作为一种宏观自然现象，非常适用系统理论的原理。传统方法从整体上把握系统输入与输出的宏观关系，是静态输入－输出模型的图解形式，是认识洪水宏观规律非常有效的手段。现已证明，谢尔曼单位线就是线性系统的响应函数，马斯京根法就是线性系统的一阶隐式差分方程。它们产生的年代与系统理论有关模型的提出几乎是同时的，实际上就是用系统观点研究了洪水的宏观规律。所以它们与从研究微观水质点运动规律出发的圣维南方程、各种下渗理论等方法比较，更适应于处理宏观的洪水现象。
随着系统论、信息论和控制论的提出，洪水预报技术也发生了巨大的飞跃。
系统论、信息论和控制论是从不同侧面揭示对象之间相互联系、相互作用的内在运动规律的综合性科学，三论从本质上看都是研究系统的理论。
系统理论向洪水预报技术的渗透是从50年代开始的。它经历了一个从个别方法的借用逐步到理论体系的引入的过程。经过长期研究，系统分析的许多概念、方法也逐步引入水文学中。
1.初期阶段
从洪水预报中首次（1970年）引入卡尔曼滤波算法开始，大约到1980年前后，可划为引入的初期阶段。最早将卡尔曼滤波应用于水文预报的研究是日本学者Hino，1970年在论文《使用线性预报滤波器的径流预报》中提出，并在他1973年论文《水文系统的在线预报》中加以发展。后来，伍德（Wood）和肖洛西—纳吉（Siollosi-Nagy）1978年全部完成了使用卡尔曼滤波递推估计降雨径流系统响应函数的研究，开始并形成第一次热潮。
2.近期阶段
大体上从1980年前后至今可划入本阶段。在国际学术讨论、交流推动下，通过对第一次热潮所获得成果的思考，研究工作由浅层次向深入的阶段发展。
在1980年以后，最具代表性的一项研究工作是美国关于萨克拉门托流域模型（美国天气局NWS）用于实时预报的研究。概念性水文模型除去汇流部分外，还包含了产流量预报，模型多为非线性。如何使这类现有的水文预报模型得到实时校正的功能，在系统理论上没有现成的方法可以使用，研究的深入势在必行。
我国的研究工作起步较晚，但有着明显的特点：
（1）比较重视基础理论研究。从一开始，水文学者对于系统理论的基础理论方面的研究比较重视，直接从系统理论学科探求方法之源，在筛选系统理论方法时注重了进行广泛而深入的方法性能试验，故基础较扎实。(www.xing528.com)
（2）十分注意研究成果的实用性。作为应用技术科学，始终坚持以提高实用价值为方向。
（3）理论与实践紧密结合。洪水预报部门的预报员从一开始就参与了方法的研究，使得新方法从创立—建模—试运行试验的进程可能连续进行。许多有价值的方法从创立到投入实际预报作业的周期比国外缩短。
（4）研究人员对于新理论、新技术的应用富于开拓精神。例如，邓聚龙教授1982年提出灰色系统理论，中科院的投影寻踪方法，虽然难度颇大，但我国水文学者均及时引入，并取得好的初步成果。
6.3.1.2 现代洪水预报技术的范畴
1.现代洪水预报与传统预报的差别
（1）计算工具和技术。早期编制洪水预报方案和作业预报的工具是算盘和计算尺。目前的工具主要是超级微机和图形工作站。计算机运行速度的加快和图形处理能力的大发展以及洪水预报计算机系统的建立，也引起了洪水预报技术的剧变。
（2）信息处理技术。传统洪水预报时期，水情信息源单一，使用邮电部门的电报和电话，依靠人工不能进行复杂、巨大的信息处理。而现在，不仅信息来源多样化、现代化，都可以采用计算机处理。
（3）预报方法技术。传统洪水预报由于手工作业的限制，方法尽可能简单，稍微复杂的算法若不能图表化，也就不可能在预报作业中使用。现代洪水预报突破了这一限制，采用将会广泛使用多种新技术的洪水预报系统作业。
2.现代洪水预报技术应的主要内容
（1）计算机技术。包括计算数学，编程技术，计算机网络硬件、软件技术，计算机图形、图像处理技术。
（2）通信技术。包括短波，超短波，微波，卫星通信和计算机网络通信技术。
（3）数据处理技术。包括各种数据处理的软件技术，数据库的建立、使用和管理维护技术。
（4）预报方法和技术。除了将大部分传统洪水预报方法直接编程，进入计算机计算外，还要对其中一部分进行算法的更新改造。另外，还有各种新开发的现代洪水预报方法和技术。
（5）洪水预报系统软件工程技术。不断开发关于设计、建立、维护洪水预报系统所需要的软件技术，以及专家经验进入计算机的技术等。
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