大江大河水灾防治研究：洪水预测精度提升

洪水预报是在降雨过程中或降雨发生之后进行的，是汛期制定即时防汛抗洪决策、进行洪水调度的重要科学依据。洪水预测在时间上有较长的提前量（预见期），因而为水灾防治提供了预先准备的时间。显然，预测的预见期越长、准备的时间越充分，水灾防治的效果也将更好。

概括起来，常用的洪水预测方法主要有4种。①概率统计方法，即根据对各种水文现象长期变化规律的统计和分析进行预测；②天气学方法。通过分析和研究大气环流异常状态及其演变规律，找到具有物理意义的因子，然后采用环流分析与统计分析相结合的方法，建立洪水预测模型并进行洪水预测；③以下垫面热状况为影响因素的预报方法。研究表明，海洋的热力作用对我国水灾有很大影响，所以这类方法多以海温为预测因子，并用统计方法建立洪水预测模型并进行洪水预测；④以地球或宇宙物理要素为影响因子的预测方法。宇宙要素包括太阳活动、行星运动、引潮力等；地球物理要素包括地极移动、地球自转速度、地磁变化、火山爆发等。这类方法一般先研究宇宙要素或地球物理要素的变化规律，进而建立洪水预测模型并进行洪水预测。20世纪80年代以来，又有3种新的方法在洪水预测中得到初步应用，它们是：①模糊数学预测方法；②灰色系统预测方法；③可公度信息预测方法。

在上述几种方法中，进展比较明显的是常用方法中的第4种，以地球或宇宙物理要素为影响因子进行预测。科学家们发现了许多与灾害性大洪水相关的地球和宇宙物理要素，包括厄尔尼诺现象、地球自转速度变化、地震、火山爆发、地磁异常等地球物理要素和太阳黑子活动、太阳质子耀斑、日食、近日点交食年、九星聚会、天文周期等宇宙物理要素等。表2-2中给出的是可能造成七大流域特大水灾或洪水增加的地球和宇宙物理要素。

表2-2　有关的地球和宇宙物理要素与特大水灾年份或洪水增加情况

续表

注　资料来源：冯利华等，“洪水预测研究的新进展”，《科技导报》，1996年，第2期；冯利华，“洪水前兆的初步探讨”，《灾害学》，2000年，第1期。(www.xing528.com)

根据已有的经验和研究成果，专家学者已经作出了相当准确的洪水预测。1984年，翁文波院士根据19世纪到20世纪我国中南地区历史上16次特大洪水年份中6次显示的时间间隔的有序性，用“可公度性”理论作出了1991年长江将发生大水灾的预测；1991年1月6日缅甸曼德勒发生了7.6级大地震，中国地球物理学会天灾预测专业委员会，根据滇缅地区大地震与长江流域巨大洪水的遥相关关系，预报长江有大水灾，结果1991年夏果然发生了江淮大水灾。1997年4月中国地球物理学会天灾预测专业委员会“根据南黄海1996年发生6.1级地震，陆上有地温高异常带通至长江口一带”的现象，作出“1997年可能有强台风袭击江浙一带”的预测，事实证明这次预测是成功的。

总体来说，单独一种洪水预测方法的预测结果还难以令人满意，但不同学科的科学家采用不同的方法参与预测，通过这些预测结果的相互检验和相互印证，就提高了预测结果的精确度。以对1998年大洪水的预测为例。早在1984年，赵得秀就根据日食效应相似年方法作出了1998年有大洪水的预测；1988年，王涌泉根据太阳活动和长江大洪水22年周期的变化规律，作出了1998年长江流域将发生类似1931年和1954年特大水灾的预测。1998年1月，陈菊英利用气象、海洋、天文等“多因子强异常信息集成洪涝预报物理模型”，依据无量纲物理量“优相关预报物理因子”预测：1998年5～7月长江流域中下游地区的降雨量将比常年同期偏多4～8成，长江流域可能发生大洪水，特别要警惕出现类似于1954年大洪水的可能性；她同时还预测1998年6～8月东北部分地区降水较常年同期偏多2～3成，盛夏（7～8月）局部地区可能有水灾发生。黄相宁等根据卫星云图巨型条带云叠合“空区”原理，预测长江中下游地区1998年4～8月将有特大洪水发生，并具体地提出了防灾的书面建议。对1998年特大洪水进行预测的方法和结果见表2-3。此外，任振球依据内外因耦合原理，将暴雨天气形势与引潮力共振减压异常叠加相结合，准确预测了1998年长江大洪水中的第六次、第七次洪峰。

表2-3　有关1998年长江洪水的预测

在1998年的长江大水灾中，准确的水文情报预测和预报约减免直接经济损失800亿元。对于水文情报预测和预报在1998年长江大洪水中所发挥的巨大作用，江泽民总书记在1998年9月28日召开的全国抗洪抢险总结表彰大会上给予了高度评价：“水利、气象、水文等方面的科技工作者夜以继日地工作，发挥了重要的技术指导作用，”“没有经过长期努力建设和发展起来的物质基础，没有水利、气象、水文等方面取得的技术进步，要夺取这样的胜利是难以想象的。”

综上所述，随着科学的进步，对洪水发生和发展规律的认识会越来越清楚，洪水影响因子及其相互关系也会越来越明确，进行洪水预报预测的方法也越来越多，不言而喻，洪水预报预测结果的准确性也将相应提高。因此，我们有理由做出洪水预报预测能力越来越强的判断。