具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种洪水预报方法，包括以下步骤：

步骤1，根据各雨量站的历史降雨量和未来模拟降雨量，构建动态雨量时间矩阵；其中，历史降雨量为当前时间点向前若干时段的降雨量，未来模拟降雨量为当前时间点向后若干时段的模拟降雨量；

步骤2，根据动态雨量时间矩阵、雨量站和水位站的位置相关性、各水位站的水蒸发情况和各水位站的取水情况，计算动态水位时间矩阵；

步骤3，根据动态水位时间矩阵、以及各水库溢洪道特征，计算动态溢流流量时间矩阵；

步骤4，根据各水位站的河道参数和动态溢流流量时间矩阵，采用等流时线法，计算预报水库坝址处的溢流入库流量；

步骤5，根据溢流入库流量和区间入库流量，计算预报入库流量；

步骤6，根据预报入库流量，进行洪水预报。

上述方法基于矩阵变换算法计算溢流入库流量，采用类似网格化的精细化处理方法，充分考虑数量众多的中小水库滞洪功能，大幅度提高了预报精度，为水库调度提供了卓有成效的技术支撑。

为了进行雨量测量，会在每个雨量站安装雨量计，雨量计仅能进行实时雨量测量，即每个历史降雨量均是实时测量的降雨量，未来模拟降雨量是预测的降雨量，因此整个动态雨量时间矩阵可以为：

其中，Rain(K,J)为第K个雨量站第J时段的降雨量；一般情况下以当前时间点的前3天降雨量和后3天降雨量构建动态雨量时间矩阵，以1小时为一个时段；

若Rain(k,j)为第k个雨量站第j时段的降雨量，为历史降雨量，那么其可以表示为：

Rain(k,j)＝(Times(k,j)-Times(k,j-1))*0.5

其中，Times(k,j)为第k个雨量站第j时段翻斗雨量计的翻斗次数，Times(k,j-1)为第k个雨量站第j-1时段翻斗雨量计的翻斗次数，0.5为雨量计翻斗的容量，表示翻一次就是降雨量0.5mm。

根据上述的动态雨量时间矩阵、雨量站和水位站的位置相关性、各水位站的水蒸发情况和各水位站的取水情况，计算动态水位时间矩阵，具体过程如下：

21)根据雨量站和水位站的位置相关性，构建存在关联的水位站和雨量站之间的权重；

每个水库对应一个水位站，而一个水位站则可以关联一个或多个雨量站，假设第I个水位站关联k个雨量站，假设其所对应的面积为AreaTotal(I)，该面积范围内的第k个雨量站所代表的面积为Area_k，则可求出第I个水位站和第k个雨量站之间的权重为

22)针对每个水位站，根据关联雨量站的历史降雨量和未来模拟降雨量、以及水位站和关联雨量站之间的权重，计算各水位站的面雨量数组；

假设Fall(I,J)为第I个水位站第J时段的面雨量数组，那么Fall(I,J)＝[Rain(1,J)*Weigh₁ Rain(2,J)*Weigh₂ … Rain(k,J)*Weigh_k]；

所有水位站的面雨量数组可构建面雨量矩阵。

23)根据面雨量数组、各水位站的水蒸发情况和各水位站的取水情况，计算动态水位时间矩阵；

动态水位时间矩阵计算公式为，

其中，SW(I,J)为第I个水位站第J时段的水位，SW(I,J-1)为第I个水位站第J-1时段的水位，SW(I,J)和SW(I,J-1)均为动态水位时间矩阵中的元素，MK(J)为水位站的第J时段的水蒸发量，此值在每年的各个时间段基本是固定的值，对于同一个流域来说，各个水位站在同一时段基本是一样的，也就是说，水蒸发量和水位站无关，只和时间段有关，QS(I,J)为第I个水位站第J时段的取水量，该值和各个小水库的取水计划有关，和水位站周围的工农业生产和生活等活动有关。

上述动态水位时间矩阵结合各水库溢洪道特征，根据以下公式，可计算出动态溢流流量时间矩阵：

Flow(I,J)＝B_IH(I,J)

其中，水位站和水库一一对应，因水库的下标也用I，即第I个水位站和第I个水库对应，Flow(I,J)为第I个水库第J时段的溢流流量，为动态溢流流量时间矩阵中的元素；B_I为第I个水库溢流堰顶宽度综合参数，m_I为第I个水库溢洪道修正系数，b_I为第I个水库溢洪道特征；H(I,J)为第I个水库溢流堰顶高度综合参数，H0(I)为第I个水库溢流堰顶高程。

利用动态溢流流量时间矩阵和各水位站的河道参数，采用等流时线法，可计算出预报水库坝址处的溢流入库流量。由于传统的等流时线法未考虑河槽的调蓄作用，也未考虑流量大小对流量快慢的影响，影响后续的精度，因此这里对传统的等流时线法进行了改进，具体过程如下：

41)根据各水位站的河道参数和动态溢流流量时间矩阵，计算各溢流流量到达预报水库坝址的时间；

具体计算公式为：

其中，T(I,J)为第I个水库第J时段的溢流流量，到达预报水库坝址的时间；L(I)、B(I)分别为第I个水库溢流点和坝址之间的河道长度和河道平均宽度。

42)根据各溢流流量到达预报水库坝址的时间和动态溢流流量时间矩阵，计算预报水库坝址处的溢流入库流量；

FlowTotal(J)＝∑Flow(I,J)*T(I,J)

其中，FlowTotal(J)为第J个时段的预报水库坝址处的溢流入库流量。

在溢流入库流量的基础上，加上区间入库流量，得到预报入库流量，根据预报入库流量，进行洪水预报。由于滞洪区溢流流量占比很大，达到80-90％，因此，溢流入库流量精度提高后，预报入库流量精度相应得到提高，洪水预报的精度也得到了提高。

上述方法可实现滞洪区密集分布的中小水库溢流流量计算，突破了短期洪水预报中预见期不超过河道的汇流时间的限制，使预见期延长了10-20小时，大大提高了滞洪区洪水预报精度，为水库防洪调度提供了足够的准备时间，为汛期保护水库下游人民生命财产安全提供了技术支撑，对滞洪区短期洪水预报具有普遍的借鉴意义。

一种洪水预报系统，包括：

雨量时间矩阵构建模块：根据各雨量站的历史降雨量和未来模拟降雨量，构建动态雨量时间矩阵；其中，历史降雨量为当前时间点向前若干时段的降雨量，未来模拟降雨量为当前时间点向后若干时段的模拟降雨量；

水位时间矩阵计算模块：根据动态雨量时间矩阵、雨量站和水位站的位置相关性、各水位站的水蒸发情况和各水位站的取水情况，计算动态水位时间矩阵；

溢流流量时间矩阵计算模块：根据动态水位时间矩阵、以及各水库溢洪道特征，计算动态溢流流量时间矩阵；

溢流入库流量计算模块：根据各水位站的河道参数和动态溢流流量时间矩阵，采用等流时线法，计算预报水库坝址处的溢流入库流量；

预报入库流量计算模块：根据溢流入库流量和区间入库流量，计算预报入库流量；

预报模块：根据预报入库流量，进行洪水预报。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行洪水预报方法。

一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行洪水预报方法的指令。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。