[科普中国]-水文气象服务

简介

水文气象服务是有效保护水资源、促进水资源合理开发利用、减少水旱灾害损失的重要措施。20世纪30年代，美国天气局成立水文气象处，从气象资料推算可能最大降水和可能最大洪水，以满足防洪建筑设计的需要，这是水文和气象相结合的开始。随后天气雷达、气象卫星等探测技术的发展，降水监测的水平有了很大提高，为降水短时预报与洪水预报的结合创造了条件，使水文气象得到了新的发展。研发水文气象数值预报模式，开展流域精细化气象监测，不断提升水文气象预报的服务能力，是水利设施科学调度的重要前提，是减少水旱灾害损失、促进水资源合理开发利用的重要基础。1

水文气象服务产品水文气象服务产品主要有三类水文气象监测服务产品、预报服务产品以及综合分析评估产品。

水文气象监测服务产品包括水文气象要素实况图、流域雷达拼图、流域雨量图、流域面雨量图、雷达定量降水估测图、洪涝监测图、流域土壤墒情及干旱监测图、流域水体与水环境质量监测图、流域植被与生态监测图等。

预报服务产品包括降水量预报(面雨量预报)、强对流天气预警、致洪暴雨预报、山洪灾害预警、气象要素(温度、湿度、风、大雾、能见度)预报、水环境污染气象条件形势预报、旱涝趋势预报等。

综合分析评估产品包括暴雨洪水预警综合分析材料、流域气候及气候变化影响评价、洪涝灾害及风险评估、旱涝趋势及影响分析评估、水环境质量气象条件影响评价、植被与生态环境气象条件影响评估等综合性服务产品。1

防洪防汛气象服务根据国内外自然灾害损失的统计资料，在所有的自然灾害中，洪涝灾害无论从成灾次数、受灾面积和人数以及灾害的直接和间接损失上说都占据首位。从洪涝灾害的发生机制来看，洪涝灾害具有明星的季节性、区域性和可重复性。我国的洪涝灾害主要发生在4～9月，如长江中下游地区的洪水几乎全部都发生在夏季。洪涝灾害与降水时空分布及地形有关，世界上洪涝灾害较重的地区多在大河两岸和沿海地区。对于我国来说，洪涝一般是东部多、西部少沿海地区多，内陆地区少平原地区多，高原和山地少。洪涝灾害有自身的变化规律，这种变化由各种长短周期组成，使洪水灾害循环往复发生。研究会明，在准确预报和采取正确防御措施的情况下，气象灾害造成的损失可减少10%～15%。因此，防洪已成为我国决策部门的工作重点，密切关注天气变化，对洪水来袭做到防控有力，对洪水人侵做到应对有序，对防洪减灾起到了最直接有效的作用。

防洪工作需充分利用气象、水文的综合信息，预报预测与监测结合，水情服务与信息反馈结合，建立水文气象信息共享平台和水文气象会商系统，提前制定防洪预案，并随时掌握汛情，将灾害损失减至最低限度。

(1)暴雨洪水监测、顶警、预报、预测。准确、实时、精细地掌握降雨的强度及其时空分布是正确做出洪水预报的首要条件。

(2)暴雨中心的强度和走向、江河行洪、湖泊洼地和蓄(滞)洪区的蓄洪以及洪泛区的淹没范围等的实时监测。随时掌握天气动向，迅速对能否成洪以及洪水的强度、地点和出现时间等做出全面的判断。决策部门即可据此决定采取何种对策，例如是否转移人员和财物、是否泄洪，从而减少因决策不当造成的损失或浪费。

(3)江河凌汛、冰情和春汛的监测、预报、预测。冰川洪水的流量与气温有明显的同步关系，洪水位的涨落随气温的升降而变化。冰凌洪水、融雪洪水、雨雪混合型洪水的大小与降水、气温等气象因素，以及河道来水址水文要素也有显著的相关关系。

(4)山地灾害气象预警预报。研究山地灾害发生的气象特点和规律，结合短时强降水天气的预报、预警，开展气象因素致灾的山地灾害预测，缩小先期预警范围，最终实现有效预报。

(5)风暴潮监测、预报、预测。风暴潮是气象灾害的一种表现形式，与天文潮、海平面上升和入海径流相遇，将导致严重的海岸洪水灾害。通过对台风监测、预警和警报，可对水文部门进行水位预报提供有力保障。1

水库安全生产气象服务随着社会经济发展、人口的增加和人民生活水平的提高，水资源短缺的严重性日益显露。如何充分利用降水资源，发挥水库的蓄水防洪功能，气象服务工作就显得非常重要，尤其是对暴雨洪水资源的有效利用就更为重要。

随着防洪理念由洪水控制变为洪水管理的不断发展深化，洪水管理问题已纳人水资源管理范畴。为实现最佳的防洪调度，更好地为防洪决策提供科学的依据，同时兼顾发电、灌溉等综合利用的效益，准确、及时的气象预报起关键作用。依靠现代化科技手段，加强气象信息的监测及预测预报，充分利用汛期洪水，进行流域内和跨流域水量的配置，达到最大限度有效利用洪水资源是水文气象服务的发展趋势。

(1)利用暴雨洪水的季节特性和分期规律，制定分期设计洪水，确定分期防洪库容，进行分期蓄水，合理抬高汛限水位，增加水库重复库容，是实现洪水资源安全利用的重要技术手段。

(2)利用长期趋势预报，在编制年、月水力发电计划中能起到有利的长、中期发电调度作用，做到以水定电，并保证灌溉，防止水害。在枯水年份为系统提供保障正常供电的电能，在丰水年份尽量减少弃水，增加供电量。

(3)利用中期预报，可随时修正发电计划，进行发电调度，与入库径流预报相结合，充分发挥气象预报时效较长、径流预报准确度较高等特点，拟定相应加大电站发电出力和水库蓄泄计划。在大水到来之前，增加前期发电量，预腾库容，洪尾拦蓄，减少弃水量，进行最佳调度。

(4)短期天气预报是水库防洪调度成败的关键因素之一。遇有暴雨要少蓄多用，面临干旱时要多蓄少用。特别是汛末最后一场暴雨洪水的正确预报，可确保将后续洪水拦截在水库中，既可以为供水期多蓄水，又不会危及防洪安全。1

水文气象服务的发展近年来，我国旱涝灾害频发，防汛抗旱形势严峻，任务艰巨。发展水文气象服务是防汛抗旱气象服务的必然选择，尤其是政府、水利部门对水文气象服务，特别是精细化决策服务、流域与区域水文预报服务的要求越来越高。水文气象服务就是要以流域防汛抗旱气象服务需求为引领，切实加强大型水利工程建设的保障服务、流域环境污染决策服务、内陆航运服务以及流域生态环境气象条件评估服务等。1