Ритмичность развития народного хозяйства зависит от эффективного планового режима работы ГЭС и соответственно грамотного управления работой водохранилища.
Грамотное управление работой водохранилища становится возможно при наличии гидрологических прогнозов и специализированного гидрологического обслуживания инженерами–прогнозистами высшей категории.
Инженер-прогнозист должен знать:
- физико-географические условия региона;
- синоптические процессы, происходящие в данный момент и прогнозируемые на обозримое будущее;
- метеорологические, климатические, гидрологические характеристики бассейнов;
- гидрологические характеристики рек, озер, болот данного региона;
- методы и порядок расчетов прогнозов приточности в водохранилище;
- должен грамотно использовать банк данных наблюдений с гидрометсети бассейна и режима работы ГЭС.
Максимальный возможный эффект от работы водохранилища, мог бы быть получен в том случае, если бы за ранее был известен приток воды в водохранилище, который дает возможность рассчитывать прогноз притока как можно большей заблаговременности и точности.
В настоящее время нет надежных методик для выпуска прогнозов годового притока, а имеются лишь для сезонного и квартального притока с заблаговременностью 15-30 суток до начала месяца, которые подчас не обладают высокой точностью.
Требования к точности прогнозов должны сообразовываться с точностью исходных данных и однотипностью приемов при расчетах гидрологических зависимостей эксплуатационниками ГЭС и гидрологами-прогнозистами.
Любое водохранилище есть предприятие непрерывного действия, поэтому прогнозы притока воды требуются в течение всего года. Соответственно планы работы ГЭС и водохранилища время от времени корректируются. Важно, например, чтобы объем весеннего притока в водохранилище последовательно выпускался в момент максимума снегозапасов в момент окончания снеготаяния, в момент максимума русловых запасов.
Каждая из вышеперечисленных характеристик зависит от множества синоптических, гидрологических, метеорологических, гидрогеологических характеристик.
По теории вероятностей плотность распределения каждой из этих характеристик слагается минимум из системы двух случайных величин f(х,у), которые можно изобразить некоторой поверхностью. Элементом вероятности (dp) двух случайных величин х и у в данном случае называется выражение dp=f(x,у)dxdу. Следовательно, элемент вероятности есть вероятность попадания в элементарный прямоугольник со сторонами dx,dу, примыкающей к точке х, у (рис.11.1). Она равна объему элементарного параллелепипеда, опирающегося на элементарный прямоугольник dx, dу и ограниченного с верху поверхностью f(x,у).
Рис.11.1. плотность распределения системы двух случайных величин.
Функцию распределения системы f(x,у) можно рассматривать как вероятность попадания в бесконечный квадрант, который можно рассматривать как прямоугольник ограниченный абсциссами ∞ и х и ординатами ∞ и у (см.рис.11.2).
Следовательно, функция распределения так связана с плотностью распределения f(x,у)
F(х,у) = 
Двойной интервал от плотности распределения системы в бесконечных пределах равной единице 
т.е. функция обеспеченности дополняет интегральную функцию распределения до единицы (пунктирная линия на рис. 11.3).
Рис.11.3.
Это видно из того, что этот интеграл есть ничто иное, как вероятность попадания во всю плоскость хоу, т.е. вероятность достоверного события.
Но это не значит, что зная х можно точно получить у, так как по теории вероятности мы только можем знать закон распределения у.
Исходя из данных рассуждений, можно дать следующее определение обеспеченности – это вероятность появления случайной величины, равной или большей заданного значения (х2 всегда больше х1 и у2 > у1, т.к. интегральная функция распределения всегда неубывающая функция своего аргумента и на минус бесконечности функция распределения равна нулю (∞)=0, а на плюс бесконечности она равна только единице ƒ(∞)=1 (cм.I.Ν.φ.) или вероятность превышения случайной величины. А кривые распределения плотности вероятностей и есть кривые обеспеченности.
В гидрологических прогнозах существует несколько методик для расчетов отдельных (необходимых) величин в зависимости от имеющихся в натуре наблюденных величин.
Рис. 11.4.
К примеру, что рассчитать прогноз притока к замыкающему створу реки, надо знать время добегания волны с верхлежащих по реке створов, надо знать количество осадков или запас воды в снеге, насыщенность почвогрунтов и т.д., и отдельно для каждой связи установить рассчитать Н, Q, τ м/сек (скорость добегания) от верхнего створа и только после этого приступить к расчету конкретной характеристики в замыкающем створе. То есть, закон формирования стока, допустим, января, можно построить прогностические связи на февраль аналогично зная характеристики стока апреля и мая, можно дать прогноз на июнь и т.д.
Рис. 11.5. Графики зависимостей ср.расходов воды за февраль, март
Существует несколько различных схем классификации гидрологических прогнозов, так различаются прогнозы по роду прогнозируемых явлений: прогнозы уровней или расходов, прогнозы объема стока, прогнозы ледовых явлений – вскрытия и замерзания рек, прогнозы формирования максимальных снегозапасов и по ним – прогнозы объема стока весеннего половодья и т.д.
Прогнозы распределяются и по длительности сроков: прогнозы экстренные (на несколько часов), прогнозы краткосрочные (по 10-15 суток), и, наконец прогнозы долгосрочные (более 15 суток).
Прогнозы также разделяются и по методикам расчетов:
- чисто по гидрологическим данным;
- по метеорологическим данным;
- более сложные прогнозы, использующие гидрологические и метеорологические данные;
- наиболее сложные – это синоптические прогнозы, основанные на сводных характеристиках развития метеорологических процессов на большей территории.
Годность гидрологических прогнозов зависит от количества гидрометеорологических пунктов, глубины познания теории образования и происхождения речного стока, позволяющих разрабатывать совершенные методики с высокой точностью и достаточной заблаговременности, что очень жизненно необходимо для рациональной работы гидроэлектростанции и других водопользователей.