中长期水文预报方法探析

《中长期水文预报方法探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中长期水文预报方法探析中长期水文预报具有较长的预见期，能够使人们在解决防洪与抗旱、蓄水与弃水及各部门用水Z间矛盾时及早釆取措施进行统筹安排，以获取最大的效益。随着社会的不断发展，国民经济各个部门对水文预报提出的要求越来越高，如防汛抗旱的指挥和大中小型水利、水电、水运工程的兴建及运行管理等，都要求水文部门能提供预见期长、准确性高的中期与长期预报；不仅要求有比较准确的短期预报，而且要求有预见期更长的中长期预报；不仅要求有定性分析，而且要求有定量的预报。显然，积极开展中长期水文预报是非常必要的。一、水文预报的作用水文预报不仅在防洪中是不可缺少的，对已建成的水利工程管理运用也是不可

2、缺少的，只有依靠水文预报，才能做到在各用水部门及地区间合理分配水资源，取得最大的社会经济效益。水文预报技术和方法发展很快，特别是近些年计算机技术的应用和其它电子产品的快速更新，在水情信息的传输预报技术和方法上都较以往冇所改变，从而提高了预报精度，增长了预见期，为防汛抗洪赢得了宝贵的时间。为了更有效的防汛抗洪，发挥现有防洪设施的作用，减轻洪灾损失，科学的洪水预报是一项重要的工作。正确及时的预报可以使工程合理调度，可以有计划采取分洪，蓄洪措施，及时进行防洪抢险，把洪灾损失降到最低程度。因此，水文预报在其中起着非常重要的作用。二、传统和现代中长期水文预报方法屮长期水文预报存在的主

3、要问题是预报精度较低。传统的屮长期预报方法主要是根据河川径流的变化具有连续性、周期性、地区性和随机性等特点来开展研究，主要有成因分析和水文统计方法。近年来，计算机技术的发展和新的数学方法的不断涌现，为中长期水文预报拓展了新的途径，如模糊数学、人工神经网络、灰色系统分析、小波分析、混沌理论、近邻预报等以及这些方法的相互耦合，每种方法都冇各自的适用条件，或存在有待深入研究的问题。三、传统中长期水文预报方法1・成因分析法。成因分析法有以下几类：（1）应用前期环流进行预报，也可称为天气学方法，主要是对大量的丿力史气候资料（高空环流形势与水文要素）进行综合分析，概括出旱涝前期的环流模

4、式，然后再由前期特征做出后期水文情况的定性预报，或在前期月平均环流形势图上分析与预报对象关系密切的地区与时段，从中挑选出物理意义明确、统计贡献显著的预报因子，然后用逐步冋归或其他多元分析方法与预报对象建立函数关系，并据此进行定量预测；（2）应用前期海温特征进行预报,即分析历史海温资料与预报对象的关系，概括出旱涝年前期海温分布的定性模式，或考虑海温在时间上与空间上的连续性，在关键时段内挑选若干个点的海温作为预报因子，与预报对象建立回归方程并进行定量预报；（3）根据太阳黑子相对数n年周期中的相位或分析黑子数与江河水量变化之间的关系，对后期可能发生的旱涝进行定性预测；（4）分析地

5、球自转速度的变化、行星运动的位置、火山爆发、臭氧的多少等与水文过程的对应关系，对后期可能发生的水文情况做出定性预估；(5)概率统计预报，简称统计预报，即从大量历史资料屮应用数理统计方法去寻找分析水文耍素历史变化的统计规律以及与其他因素的关系，然后运用这些规律来进行预报。2.数理统计法。数理统计方法是水文中长期预报中应用比较广泛的一种方法，它从大量丿力史资料中寻找已经出现过的预报对象和预报因子之间的统计规律和关系或水文要素自身历史变化的统计规律，建立预报模式进行预报。按预报时考虑因素的多寡可分为单因素预报和多因素综合预报。单因素预报是利用水文要素自身历史演变规律，来预报该要素

6、未來可能出现的数值，又称时间序列分析预报。常用的有历史演变法、周期分析方法等。事实上，水文气象要素是由多种因素决定的，要做出未来较长期的水文气象预报，往往需要挑选多个相关程度比较高的因子，进行多耍素综合预报。常用的有多元线性回归分析法，主成分分析等。数理统计法是建立在对大量历史资料进行统计分析基础上的一种预报方法，故其对历史水文资料及相关因子的资料长度与可靠度要求较高，但数理统计法具有概念清晰、易实现的优点，因此在实际中获得了广泛的应用。四、现代中长期水文预报方法1.人工神经网络法。人工神经网络技术近些年来进展非常迅速，在很多领域得到了广阔的应用，如预测预报、模式识别、自动

7、控制等领域的智能模拟和信息处理。在水文水资源中的应用也越来越多。大量的研究表明：神经网络技术具有大规模并行处理、分布式存储、自适应性、容错性等显著优点，利用该技术可以有效地解决水文水资源中难以精确建模、具冇高度非线性和各种不确定性的问题。1.灰色系统理论法。1982年邓聚龙创立了灰色系统理论，认为水资源系统可以当作灰色系统看待。最常用的描述灰色系统模型的数学模型GM（1,1）,G代表Grey（灰色），M代表Model（模型），GM（1,1）指1阶、1个变量的线性常微分方程模型。它在径流预报、灾害预测中有不少应用实例