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摘 要：水情预报系统具有一定的复杂性且其会受到多种因素的影响，多方案的水情预报系统是当前探索水情预报预测的新思路，本文主要从理论和时间两方面对多方案水情预报系统进行综合分析和探讨。
关键词：水情预报系统；多方案；综合预测
1 前言
我国幅员辽阔，河流水系众多，由于受到季风气候和地理位置的影响，我国的降水时空分布不均匀导致洪涝灾害常发。我国每年因为洪涝灾害造成的直接经济损失高达数百億特别是进入20世纪90年代以来，随着国民经济的快速发展，洪涝灾害的损失也日益严重，洪涝灾害已经成为制约我国经济发展的重要因素之一。水情预报系统涉及水文、气象、地理、环境、经济以及人类生产活动等是一项十分复杂且巨大的系统，由于水情预报系统内部因素和外部因素之间存在较为复杂的交互作用关系和因果关系；以及各物理量的运行机理的不确定性造成了水情预报系统的复杂性。
2 多方案综合预测理论分析
假设我们使用n个预测方案对水情预报系统开展实时预测，那么其综合预测模型为：
Y=W1Y1+W2Y2+…+WnYn
其中Y表示多方案水情预测系统综合协调预测解
Yi表示第i个方案的单独的预测值，Wi则表示为第i个预测方案的权重，多方案水情预测值应该满ΣWi=1。为了简化对数据的分析，首先选择两个方案进行综合性预测，其预测值表示为：Yo=W1Yo1+W2Yo2；根据综合预测的权重定义存在W1+W2=1因此可以将=W1+W2改写成=+（1-），可以根据预测方案的方差公式D（e）=W21D（e1）+（1-W1）?D（e2）对W1（也就是权重求导）并将其设置为零，使其方差最小最终就会求得W1权重。假设方案1和方案2之间不存在关系是相互独立的，他们各自的残差，服从独立的正态分布并且和之间并没有偏估计值，根据综合预测的残差显示多方案综合预测方法可以改善其预测效果且多方案的综合预测值要明显高于各构成方面的单个预测值。根据最小二乘法公式：
可以求得假设方案1和方案2的偏差范围为13%，在在预报误差20%以内。
3 多方案综合预测的实际应用
湘潭水文站是干流的总控制站，该水文站在长期的水情预测预报对沿岸乃至湖区的防洪防汛决策工作起到了重要作用。 湘水是湖南省境内的第一大河流，也是长江七大支流之一，发源于广西临桂县海洋山，湘水为南北走向，与我国雨带分布垂直。 湘潭水文站设立于1936年1月，为湘水流域总控制站，是国家重要水文站，距河口约90km，集水面积81638km2，实测多年平均流量2060m3/s，多年平均径流量650亿m3。
对该水文站1994年最高洪水水位进行长期预测预报设置了4种方案。根据相关规定，长期水位预报误差不超过水位要素变化幅度的20%即为合格，该水文站每年最高的洪水水位实施预测变化幅度为7.44m，当预测误差在1.49m内即为预报合格，在1994年实际出现的年最高洪水水位是41.94m，上述几套预报方案的误差都在2m以上和实际水位变幅存在较大区别都被视为不合格预报。
根据表格可以看出，2014年该水文站的长期预报年最高洪水水位并不准确，对不同的方案进行比较分析，其结果均大于规定的1，49m，以此其预报均为不合格。如果选择不同的预测方案并对其进行组合之后，综合预测的预报精度会发生改变，如果单纯选择一种预报方案对年最高洪水水位预测其预报误差值高达3.02，4种方案中预测效果最好的方案也存在2.02的误差值都是不合格的预报，如果选择四中方案进行综合预报就会提高其预报的准确率，降低预报洪水水位和实际洪水水位之间的误差值。使用一种预报方案对年最高洪水水位进行预测时，预报的风险较大，如果利用多种预报方案综合预报，预测结果会随着方案个数的增加其风险性会降低，这一结论和实际理论分析保持一致。
4 水情预报系统的研究内容及实际应用
4.1 水情预报系统在汛期的应用
在汛期首先应该对汛期降水量进行分析之后还要对雨水状况的规律进行总结，之后还要不断加强对汛期的监控。在汛期要时刻关注汛情的变化，还要不断加强对水情预测的管理工作。在不断关注天气变化的同时及时和气象部门进行沟通交流，保障水情预报的周期性，同时还要针对汛情预报进行详细的研究讨论。水情预报工作要针对小范围内的天气变化进行跟踪分析，由于汛期汛情的变化较快且不容易掌握其变化规模因此需要进行全方位的观察和监督跟踪预报工作，才能做好汛期的水情预报工作。汛期的水情观察以及报告，相关气象预报人员以及工作人员应该不断的对天气变化情况进行更新还要不断的改善天气预报的模型。由于气象模型建立条件的不同就会导致汛期水情预测结果的不同，因此在对水情预报模型的建立时，要严密的观察天气变化及时对模型进行调整，要最大程度保证汛期水情预报模型的准确性。日常生活中一定要对水情预报进行详实的记录，在汛期时要及时更新并监控水情预报，实时根据天气变化及时调整水情预报。在汛期要对突发天气进行及时的预报和处理，天气变化具有不稳定性尤其是在汛期天气变化并未规律可言，很多状况会超出天气预报模型的预报范围，因此要对天气状况进行详细的研究及时的进行汇总分析，才能有针对性的去处理突发天气的水情预报，另外如果水情预报模型出现失误应该及时对错误进行纠正，在纠正过程中要吸收经验总结错误并根据其天气变化以及汛情制定出相应的防汛措施。
4.2 水情预报系统预报的研究内容
在水情预报上应该加强对水文监测、通讯传输以及数据处理和决策支持等系统的建设，增强现代化设备科学技术含量提高水情预测系统的自动化水平。根据水文站使用洪水预报系统将现代化的洪水预报理论以及专家经验和智慧和人类活动的影响实际结合起来，实现具有现代化特征的数字一体化的洪水预报，以此来提高洪水预报的精度，增长对洪水的预见性，另外就是要优化水文站所在水库、河道并将其联合洪水调度系统将防洪工程的效能发挥到最大。
4.3 水情预报系统的研究成果
当前水情预报系统对水文变化监测的常用软件就是GPS、GIS、ADCP、超声波以及遥感测试和雷达等先进的技术。多方案的水情预报系统实现了对水情信息的全开放式的共享且还保证了水情信息的时效性，其成本较低且容易安装；业务覆盖面广，不仅可以实现对水情信息的采集和接受还可以对水情进行实时监控，在发生险情时会及时进行预警。多方案综合水情预测系统实现了对水情信息的高度整合，可以对常年收集到的水位、降水量、蒸发以及地下水和水库储水以及气温等相关水情信息进行综合整理后，总结其规律，建立庞大的雨情水情实时信息库以及历史数据库。多方案综合水情预测系统不仅会提高信息的共享还可以对流域内暴雨中心进行控制最终还会提高水文站网的覆盖率。
5 结语
水情预报系统多方案综合预测是局域信息论中，尽可能多的利用信息观点而提出来的。但是实际上，不同的方案往往会由于其建立信息量技术的不同，对水情预报系统的模拟和预测也会存在不同。每个方案不容易且不可能会包含系统全面的水情信息。采用多方案综合对水情预测时，就可以产生一个基于预测系统全部或者是大部分的信息较好的预测还会实现信息的共享，提高信息的利用率，在多方案综合预测上，当引进的方案越多所包含的信息量就会相应的增加，因此水情预测系统的综合预测精度也会随之越高其风险性成反比降低。
参考文献
[1]李鹤，邹晓天，陶明，等.水文遥测终端在吉林水情预报中的应用分析[J].农业与技术，2012，（3）：98.
[2]刘相峰，赵常兵.远距离水文遥测终端在通信中存在的问题及解决途径[J].山东水利，2002，（3）：46.
（作者单位：四川省南充水文水资源勘测局）
关键词：水情预报系统；多方案；综合预测
1 前言
我国幅员辽阔，河流水系众多，由于受到季风气候和地理位置的影响，我国的降水时空分布不均匀导致洪涝灾害常发。我国每年因为洪涝灾害造成的直接经济损失高达数百億特别是进入20世纪90年代以来，随着国民经济的快速发展，洪涝灾害的损失也日益严重，洪涝灾害已经成为制约我国经济发展的重要因素之一。水情预报系统涉及水文、气象、地理、环境、经济以及人类生产活动等是一项十分复杂且巨大的系统，由于水情预报系统内部因素和外部因素之间存在较为复杂的交互作用关系和因果关系；以及各物理量的运行机理的不确定性造成了水情预报系统的复杂性。
2 多方案综合预测理论分析
假设我们使用n个预测方案对水情预报系统开展实时预测，那么其综合预测模型为：
Y=W1Y1+W2Y2+…+WnYn
其中Y表示多方案水情预测系统综合协调预测解
Yi表示第i个方案的单独的预测值，Wi则表示为第i个预测方案的权重，多方案水情预测值应该满ΣWi=1。为了简化对数据的分析，首先选择两个方案进行综合性预测，其预测值表示为：Yo=W1Yo1+W2Yo2；根据综合预测的权重定义存在W1+W2=1因此可以将=W1+W2改写成=+（1-），可以根据预测方案的方差公式D（e）=W21D（e1）+（1-W1）?D（e2）对W1（也就是权重求导）并将其设置为零，使其方差最小最终就会求得W1权重。假设方案1和方案2之间不存在关系是相互独立的，他们各自的残差，服从独立的正态分布并且和之间并没有偏估计值，根据综合预测的残差显示多方案综合预测方法可以改善其预测效果且多方案的综合预测值要明显高于各构成方面的单个预测值。根据最小二乘法公式：
可以求得假设方案1和方案2的偏差范围为13%，在在预报误差20%以内。
3 多方案综合预测的实际应用
湘潭水文站是干流的总控制站，该水文站在长期的水情预测预报对沿岸乃至湖区的防洪防汛决策工作起到了重要作用。 湘水是湖南省境内的第一大河流，也是长江七大支流之一，发源于广西临桂县海洋山，湘水为南北走向，与我国雨带分布垂直。 湘潭水文站设立于1936年1月，为湘水流域总控制站，是国家重要水文站，距河口约90km，集水面积81638km2，实测多年平均流量2060m3/s，多年平均径流量650亿m3。
对该水文站1994年最高洪水水位进行长期预测预报设置了4种方案。根据相关规定，长期水位预报误差不超过水位要素变化幅度的20%即为合格，该水文站每年最高的洪水水位实施预测变化幅度为7.44m，当预测误差在1.49m内即为预报合格，在1994年实际出现的年最高洪水水位是41.94m，上述几套预报方案的误差都在2m以上和实际水位变幅存在较大区别都被视为不合格预报。
根据表格可以看出，2014年该水文站的长期预报年最高洪水水位并不准确，对不同的方案进行比较分析，其结果均大于规定的1，49m，以此其预报均为不合格。如果选择不同的预测方案并对其进行组合之后，综合预测的预报精度会发生改变，如果单纯选择一种预报方案对年最高洪水水位预测其预报误差值高达3.02，4种方案中预测效果最好的方案也存在2.02的误差值都是不合格的预报，如果选择四中方案进行综合预报就会提高其预报的准确率，降低预报洪水水位和实际洪水水位之间的误差值。使用一种预报方案对年最高洪水水位进行预测时，预报的风险较大，如果利用多种预报方案综合预报，预测结果会随着方案个数的增加其风险性会降低，这一结论和实际理论分析保持一致。
4 水情预报系统的研究内容及实际应用
4.1 水情预报系统在汛期的应用
在汛期首先应该对汛期降水量进行分析之后还要对雨水状况的规律进行总结，之后还要不断加强对汛期的监控。在汛期要时刻关注汛情的变化，还要不断加强对水情预测的管理工作。在不断关注天气变化的同时及时和气象部门进行沟通交流，保障水情预报的周期性，同时还要针对汛情预报进行详细的研究讨论。水情预报工作要针对小范围内的天气变化进行跟踪分析，由于汛期汛情的变化较快且不容易掌握其变化规模因此需要进行全方位的观察和监督跟踪预报工作，才能做好汛期的水情预报工作。汛期的水情观察以及报告，相关气象预报人员以及工作人员应该不断的对天气变化情况进行更新还要不断的改善天气预报的模型。由于气象模型建立条件的不同就会导致汛期水情预测结果的不同，因此在对水情预报模型的建立时，要严密的观察天气变化及时对模型进行调整，要最大程度保证汛期水情预报模型的准确性。日常生活中一定要对水情预报进行详实的记录，在汛期时要及时更新并监控水情预报，实时根据天气变化及时调整水情预报。在汛期要对突发天气进行及时的预报和处理，天气变化具有不稳定性尤其是在汛期天气变化并未规律可言，很多状况会超出天气预报模型的预报范围，因此要对天气状况进行详细的研究及时的进行汇总分析，才能有针对性的去处理突发天气的水情预报，另外如果水情预报模型出现失误应该及时对错误进行纠正，在纠正过程中要吸收经验总结错误并根据其天气变化以及汛情制定出相应的防汛措施。
4.2 水情预报系统预报的研究内容
在水情预报上应该加强对水文监测、通讯传输以及数据处理和决策支持等系统的建设，增强现代化设备科学技术含量提高水情预测系统的自动化水平。根据水文站使用洪水预报系统将现代化的洪水预报理论以及专家经验和智慧和人类活动的影响实际结合起来，实现具有现代化特征的数字一体化的洪水预报，以此来提高洪水预报的精度，增长对洪水的预见性，另外就是要优化水文站所在水库、河道并将其联合洪水调度系统将防洪工程的效能发挥到最大。
4.3 水情预报系统的研究成果
当前水情预报系统对水文变化监测的常用软件就是GPS、GIS、ADCP、超声波以及遥感测试和雷达等先进的技术。多方案的水情预报系统实现了对水情信息的全开放式的共享且还保证了水情信息的时效性，其成本较低且容易安装；业务覆盖面广，不仅可以实现对水情信息的采集和接受还可以对水情进行实时监控，在发生险情时会及时进行预警。多方案综合水情预测系统实现了对水情信息的高度整合，可以对常年收集到的水位、降水量、蒸发以及地下水和水库储水以及气温等相关水情信息进行综合整理后，总结其规律，建立庞大的雨情水情实时信息库以及历史数据库。多方案综合水情预测系统不仅会提高信息的共享还可以对流域内暴雨中心进行控制最终还会提高水文站网的覆盖率。
5 结语
水情预报系统多方案综合预测是局域信息论中，尽可能多的利用信息观点而提出来的。但是实际上，不同的方案往往会由于其建立信息量技术的不同，对水情预报系统的模拟和预测也会存在不同。每个方案不容易且不可能会包含系统全面的水情信息。采用多方案综合对水情预测时，就可以产生一个基于预测系统全部或者是大部分的信息较好的预测还会实现信息的共享，提高信息的利用率，在多方案综合预测上，当引进的方案越多所包含的信息量就会相应的增加，因此水情预测系统的综合预测精度也会随之越高其风险性成反比降低。
参考文献
[1]李鹤，邹晓天，陶明，等.水文遥测终端在吉林水情预报中的应用分析[J].农业与技术，2012，（3）：98.
[2]刘相峰，赵常兵.远距离水文遥测终端在通信中存在的问题及解决途径[J].山东水利，2002，（3）：46.
（作者单位：四川省南充水文水资源勘测局）