周期波均值叠加法在年降水量预报中的应用

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1、广西水利水电GXWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2OLO(4)·水文水能·周期波均值叠加法在年降水量预报中的应用曾松青(广东省水文局汕头分局，广东汕头515000)[摘要]介绍了周期波均值叠加法的计算原理及方法，并根据韩江流域梅县雨量站、潮安雨量站1952—2006年雨量资料，利用周期波均值叠加法分析雨量变化规律，将得到的周期分别外延，然后进行线性叠加预报2007—2009年梅县雨量站、潮安雨量站的年降雨量，其中2007．2008年的预报成果满足精度要求。[关键词]周期波；信度；雨量；方差；预报[中图分类号]P338[文献标识码]B【文章编号]1

2、003—1510(2010)04—0019—03中长期水文预报是各级防汛部门、大中型水利、中b为分组组数(即周期数)，b=2，3，⋯，m，m为水电、水运工程的兴建管理单位对水文预报提出的最大可分组组数，若为偶数，则=n／2，若，z为要求，中长期水文预报泛指预见期超过流域最大汇奇数，则m=旦。n为每组项数。流时间，且在3天以上1年以内的水文预报【l，，传统水文预报方法主要有成因分析和水文统计方法，表1试验周期分组表时问序列分析是根据水文要素资料随时间变化的统计规律进行预测，周期波均值叠加法是其中一种分析方法，该方法假设所分析的要素不受大的人为干扰，分析其在自然条件下的变化规律，用方差分析

3、法分析其周期，并且假定在未来一段时间内周期保持不变[3l。1概述1．1基本思路时间序列就是按照时间顺序记录的一列等时距对应不同的b值可计算出不同的方差比F：有序数据，水文要素时间序列过程变化不一，可将其F=$1／-J1(1)视为由有限个不同周期波序列叠加而成，通过线性2．，2外延叠加周期波进行水文预报。从水文要素序列识6其中S1为组间离差平方和，S1=∑(一别周期时，将该序列等时间间隔分成若干组，在某一j1信度条件下，通过F检验判断序列组间差异是否显又)，^为其对应自由度b一1，S2为组内离差平方6ai著大于组内差异，若组间差异显著大于组内差异则和，S2=∑∑(％一)2f2为其对应自由

4、度存在相应周期波，周期波长度等于组间差异最大、组内差异最小的分组组数【．5J。一6。由计算所得自由度厂1，及选定信度口，在F1．2计算周期分位表上可查出相应的上分位点值V(a)。选取最大设水文要素等时距样本序列为zl，z2，⋯⋯，的方差比F，与其相对应的F(a)进行比较，若F>，按一定时间间隔分为b组，排列成表1形式，其F(a)则说明在选定信度水平上差异显著，存在周[收稿日期】2010．05—12[作者简介]曾松青(1983一)，男，广东汕头人，广东省水文局汕头分局助理工程师，硕士研究生，主要从事水文预报工作。19曾松青：周期波均值叠加法在年降水量预报中的应用期，对应6即为周期长度，其

5、各组平均值即为周期波振幅；反之则不存在。确定周期序列后，将该周期从原序列中予以剔除以便生成新序列识别新的周期波，以此类推直到不能识别为止[，引。目面窿2分析计算本文雨量数据分别来自粤东地区韩江干流上游梅县雨量站及下游潮安雨量站，其中用于周期分析l950l960l9701980l99020002010年份的年雨量时问序列由1952至2006年，其数学模型为：图2梅县站年雨量实测值与预报值对比图●——一弟一周扳上(f)=∑Pi()+s(￡)(2)‘／其中z(t)为水文要素序列，()为第i个周．I●I-ttt期波序列，e(t)为误差项，z为周期数。吕．!i．；．I∥-v-~g-·．2．1雨量

6、计算吕‘；j面梅县年雨量周期分析窿：日lu窿．．．．．在选定信度a=0．05的条件下，对1952．2006OOO0OO目年梅县雨量站年雨量系列进行周期分析，得到11，8m。瑚姗猢。瑚伽~iii删年两个周期波序列如图1所示：艟1950l960l9701980199020002OlOl年份1昌1图3潮安站年雨量系列周期分离图甚l面1窿1将以上3个周期波进行线性叠加外延得到20o71年至2009年雨量分别为1443rnrn、1852rnrD．、1653ln'lnq，实际测得2007年至2009年雨量为17271TI1TI、l950l960l970l980l990200020l0年份2114I

7、Tlrll、1025．5rfllTt，相对误差分别为16．4％、l5012．4％、61．2％。潮安站20o7年及2008年预测结果l00误差在多年雨量最大变幅的20％以内，满足预报精童5。0度要求。2009年由于台风既无正面登陆粤东地区，．5O艟．100对本地区也无造成明显影响，汛期雨量明显减少，旱．15O情严重，潮安站全年雨量较多年平均值偏少37．8％，-200195019601970l980199020002Ol0采用周期波均值外延叠加法计