澳大利亚：水文预报助力水资源管理

童国庆

目前，澳大利亚遭受极端干旱，在这种情况下，保证农村和城市供水，水资源管理者将面临着许多挑战。例如，如何优化供水的投资和运营成本，以便更好地利用有限的水资源。是否有必要建设海水淡化厂，或者建设一个新的水坝，建设什么样规模的水坝等。

水资源管理者必须对现有的水资源进行优化调度，想方设法满足城市、农村和环境部门的用水要求。大型流域的用水需求随时间的变化而不同，水资源管理者需要对不同时间尺度的来水情况做出判断，例如数天、数周、数月，或者数年的情况，而要正确地对这些要素做出判断，必须了解不同区域的水文、气象规律。

为了保证长期的用水安全，水资源管理者需要应对未来气候的确定性，以及各部门用水需求的不确定性。特别是气候变化模型预测的准确度，受制于一些不确定性的因素，因此，完全依赖于气候模型进行预测也是不理智的，一个比较审慎的做法，是综合考虑各种气候风险。预测未来的来水情况，时间尺度可以从数天扩展到数星期，或者数个季节，这种预测并不是一件容易的事情。然而，这方面的预测成果，对于水资源管理者来说，可能是非常重要的。这种预测牵涉他们关心的问题：大坝中可以保存多少水量，输水系统能够输送多少水量，需水量是多少，空间分布如何？水权代表多少水量，优先顺序是什么？蒸发和损失的水量是多少？在现在流域水文条件下，预测到有多少水损失于输水系统，水损失的空间分布如何？下周、下个月、下个季节，或者明年河流的入流是多少？

水资源管理者一般都经验丰富，他们会不失时机地规避各种风险。例如，他们设计了创新的工程方法，以解决目前的水资源供需矛盾。但是，确定水资源输送过程中的蒸发损失和传输损失，仍然是挑战水资源管理者的关键性问题。其他的挑战还包括确定河流未来的入流情况，以及如何最优化地使用预测水量等。在澳大利亚，这些问题都可通过扩展的水文预报服务来解决。

澳大利亚对季节性河川径流预报需求已经存在很多年了，澳大利亚政府最近在水利信息化方面的投资就是为了解决这一需求。可靠的季节径流预报是水资源合理分配的关键，也是水市场、水规划、水管理，以及抗旱的关键性信息。

季节径流预报可以通过使用动态、统计或混合式模型的方法得到。统计方法直接基于观测数据。很多气候因素基于大气压力和海表温度，与未来的季节性降雨有关系。研究人员利用这些关系，可以提前数月或者一个季节进行河流的径流预报。澳大利亚的国家气象局已经在2010年12月启动了新的季节径流预报服务。该服务能够预测河流中的某个站点在未来3个月的全部径流量，也能预测水库未来可能注入的水量。现在，这种服务功能能够为澳大利亚国内的74个流域提供预测服务。

季节径流预报的动力学模型，主要是基于动态气候模式及其他气候变量进行预测，然后再将结果输入水文模型进行径流预报。“动态气候预测”是指使用了海洋和大气环流模式的季节径流预报方法。研究人员使用澳大利亚海洋大气预测模型（POAMA）得到降雨量的预报结果，再与历史模拟的方法相结合，得到流域的日雨量预测结果。上述模型得到的结果再输入到概念性降雨径流模型中进行预报，这个过程可能比较复杂。澳大利亚现在能够对38个流域提供1个月到3个月的动态预测结果。

未来中长期的来水量预测，到底是使用统计方法，还是使用动态径流的方法，主要取决于预报对象所处的位置，以及预报的时间长短。由于统计模型和动态模型是互补的，可以把两种预报结果结合起来考虑，这比单独使用一种方法的预测更准确和可靠。