解析中长期水文预报技术研究与应用.pdf

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1、施工技术瞿葡宙簧瞄2013年5月【文章编号】1673—0038(2013)14-0130加2解析中长期水文预报技术研究与应用许呈现(浙江珊溪经济发展有限责任公司浙江省温州市325000)摘要：中长期的水文预报对我们的日常生活具有非常重要的意义，可以根据前期的水文资料，采取各种方法，对未来一段时间内的水文要素，进行科学的分析与预测。中长期水文预测受到海洋因素、气象因素的影响，最主要的还是气象因素的变化，掌握它们的规律对于中长期水文预报的准确性具有划时代的意义：关键词：水文；中长期预报；旱涝灾害中长期水文预报是根据以前的数据对水文情况做的预测与分析，对在未来可能出现的灾害，采取及时有

2、效的措施，使损失f降到最小，争取效益最大化。社会在不断进步，科学技术在不断{发展，水文预报对国民经济越来越重要。大中小型水利的修建和{运行管理，都对水文部门提供的中长期预报的准确性和可预见周期提出了严格要求。显而易见，中长期水文预报对国民经济的；发展是非常重要的。但是，我国的中长期水文预报还处在初级阶段，还在不断地摸爬滚打中。1水文预报的作用水文预报在防洪中的作用是不可替代的，对水利工程管理是I必不可少的。根据水文预报，可以合理利用水资源，争取社会经}济效益最大化。随着科学技术的发展，水文预报技术和方法也随}之更新很快，特别是计算机技术的应用和电子产品的更新换代，；使水情信息的传

3、输方面变得简单快捷，提高了预报精度和准确}度，预见周期变长，在防汛抗洪中发挥了巨大的作用。为了更有效的发挥防洪设施的作用，及时地采取防御措施，j合理调度工程，把灾害损失降到最小化，科学的中长期预报是非：常重要的工作，起着非常重要的作用。2传统的中长期水文预报方法2．1水文统计法水文统计法是在大量历史水文资料中运用数理统计方法，找{出水文发生变化的统计规律，根据统计规律，建立预报模型，并l进行水文预报。水文预报主要分为两大类：单因素预报和多因素}综合预报。单因素预报是根据水文要素的历史变化规律，推断出f该要素在未来数值出现率最大的，就可以推断出未来的水文变：化情况，常用的方法有历史

4、演变法、周期分析法和平稳时间序列}法三种。多因素综合预报法是怎样合理选择因子个数，进行模{拟，并使拟合效果与预报效果一致。得出的预报值是根据因子数1据的均值，所以不会在预报中出现极大值或极小值。逐步回归、i聚类分析、主成分析是多因素综合预报法的主要使用方法。水文l统计方法由于模型简单、实现方便，因此获得了广泛的应用。2．2成因分析法成因分析法主要是描述和分析水文现象的物理形成过程。主f·130·要是把前期的大气环流特征的高空气象要素与后期的水文要素建立起相关联系，以方便后期的水文预报。大气降水是河川径流的主要来源，是大气环流造成的结果。刘清仁经过长期和超长期的水文预报，对松花江流

5、域的水文特征以及旱灾害发生的基本规律做了彻底的分析；李永康等在长江中下游梅雨期和夏季旱涝的特征的基础上，又研究了灾害发生前的大气环流特征，进一步认识了对于预测旱涝灾害有帮助的若干环流因子。总结起来，成因分析法有以下几种：天气学方法、海温分布分析法、概率统计预报等。2．3时间序列分析时间序列分析是水文学研究的必不可少的方式，时间序列分析模型在水文中长预报中的应用非常广泛，主要包括自回归模型(AR模型)、自回归滑动平均模型(ARMA模型)和其变型三种类型。ARMA模型是在平稳的时间序列基础上的，一般这些时间序列都大于年的流量序列，不然，时间序列就会具有很强的季节性，不平稳。季节性的时

6、间序列一般用季节性ARIMA模型，不然，就把原来序列中的季节性均值与方差去掉之后，再使用AR—MA模型或者周期ARMA模型(PARMA)。这3种模型都具有长记忆的特性，因此在中长期的水文预报中得到了广泛的应用。3现代的中长期水文预报方法3．1模糊分析方法水文现象是具有确定性、随机性和模糊性的自然现象。在20世纪80年代模糊数学预测方法开始崭露头角。陈守煜等把模糊集的应用研究运用到水利、水文、水资源与环境科学领域中，并与系统分析相结合，模糊随机系统分析体系就诞生了，随后又建立了模糊模式识别预测模型。引进模糊分析方法提高了中长期水文预报的精确性，但由于它的信息具有非常强烈的主观性，在

7、一定程度上受到了限制。3．2人工神经网络方法20世纪40年代起源于神经网络方法的人工神经网络方法，本身就具有自适应学习和非线性映射的特征，在90年代以后被非常广泛的应用到水文预报中了。吴超羽等人认为人工神经网络模型与生物神经网络非常相似，能够主动“学习”并模拟非线2013年5月建讶目黄晦施工技术性的水文系统；屈亚玲等人提出把局部改进过的Elman神经网I络应用到凤滩水库的中长期水文预报中去。由于人工神经网络拓扑结构受多方面的影响，因此，要完善参数优选理论的发展，}充分发挥人工神经