基于Morlet小波分析的凤滩水库径流特性分析

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1、湖南电力第33卷第3期HUNANELECTRICPOWER2013年6月doi：10．3969／j．issn．1008-0198．2013．03．006基于Morlet小波分析的凤滩水库径流特性分析刘力，杨莉(1．湖南省电力公司，湖南长沙410007；2．湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)摘要：为减少水库防洪和发电间矛盾，提高水能利用率．采用Modet小波对凤滩电厂1951—2o1O年5O年的年均入库径流序列进行多时间尺度分析。结果表明，凤滩水库年平均径流存在3年、5年、7年、16年和25年左右的周期，其变化主要受酉水流域降水

2、量丰缺的影响，同时在一定程度上还受ENSO事件和太阳活动的影响。关键词：凤滩水库：Morlet小波：中长期发电计划：水库调度中图分类号：TV62文献标识码：B文章编号：1008．0198(2013)03．0023．03AnalysisontherunofcharacteristicofFengtanreservoirbasedonMorletwaveletmethodLIULi，YANGLi。(1．HunanElectricPowerCorporation，Changsha410007，China；2．HunanElectricPowerC

3、orporationResearchInstitute，Changsha410007，China)AbstIct：Toreducetheconflictbetweentheflood—conu'olandpowergenerationforFengtanreservoirandimprovetheusingefficiencyofthewaterresource，themultipletime—scaleanalysisontherunofserieshasbeenmadeusingMorletwaveletmethodbasedon50y

4、earsdatafrom1951to2010．l'heresultsshowthattheannualaveragerunofseriesofFengtanReservoirhaveperiodsof3years，5years，7years，16yearsand25yearsrespectively．AnditschangeismainlyinfluencedbytheYoushuiRiverbasinprecipitation，besidesit'salsoaffectedbyENSOeventsandsolaractivitytosom

5、eextent．Keywords：Fengtanreservoir；Morletwaveletmethod；mid—longte~Tnpowergenerationplan；optimaloperationofmservoi~凤滩水库位于湖南省酉水下游，水库的控制流解径流特性，就必须从不同的时间尺度对其进行分域面积为17500kin，占酉水流域面积的94．4％，析。正常蓄水位205m，总库容17．4亿m，防洪库容1小波分析方法2．77亿In，兴利库容10．6亿In，库容系数6．7％，属不完全季调节水库，水库调节性能较差。为减少小波变换的基本

6、思想就是用信号在一簇基函数凤滩水库防洪和发电之间的矛盾．提高水能利用率。张成的空间上的投影表征该信号。首先定义一个需要研究凤滩水库径流时间序列的周期性、丰枯特上平方可积函数构成的函数空间L(R)，即f(t)∈性和波动变化规律。此前已有学者对此进行了大量L2()甘Jlf()Idt<+∞。研究，并取得了丰硕成果¨j。但是．以往的研究大多是基于数理统计方法，并仅基于单一尺度进行，定义1：设函数(t)∈L(R)，且满足条而径流受天气系统、流域下垫面和人类活动等因素件：的影响。呈现为一个非线性动力系统，其变化不是以一种固定尺度(周期)运动的。因此，要

7、深入了』+∞㈩收稿}t期：2013—02．05·23·第33卷第3期湖南电力2013年6月称(t)为允许小波。式中()为其傅立叶变换，该式又称为“允许条件”。定义2¨3：设函数(￡)∈Lz(R)，满足允许条件且(0)=0，即J()dt=0，则称()为一个基本小波或母小波。将母小波(t)经伸缩和平移后得(￡)：二()，口，b∈R，。≠0l95519601965I970l975l980l985l990l9952OOO2I】052010、／laI“图1小波变换实部等值线(2)称(t)为小波函数，简称小波。式中a为收缩因图1清晰地反映了在不同尺度下

8、凤滩水库年入子，b为平移冈子。库径流随时间丰、枯交替变化的特征以及突变点的设(t)是基本小波，。(t)是公式(2)定义的位置。图1显示，凤滩年入库径流大致存在20～．30年，10