水文预报方案精度评定和检验标准综述.pdf

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1、2014年第6期黑龙江水利科技No.6.2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotMNo.42)文章编号:1007—7596(2014)06—0030—03水文预报方案精度评定和检验标准综述孙德升(辽宁省大伙房水库管理局,辽宁抚顺113007)摘要:水文预报方案是实施预报的基本依据。水文预报方案成果达到精度要求后,才能用于发布预报,因此水文预报方案精度评定和检验的标准就显得十分关键。文章从水文预报误差统计指标人手,探

2、讨了水文预报方案精度评定和检验的目的,对比了评定和检验方法,并对现有规范中水文预报方案精度评定方法和标准进行了分析。关键词:水文预报;精度;评定;检验标准中图分类号:P338文献标识码:B预报要求的保证率不太高(例如水文情报预报规范O前言中要求乙等方案的合格率为70%),用正态分布与偏水文预报精度是对水文预报误差的度量。水文态分布的差别不大,所以,目前多以正态分布作为水预报误差是指水文要素的实测值与预报值之差,包文预报精度评定的基础。括随机误差和系统误差。预报误差用绝对误差表示为:上述两种误差不可能从

3、预报值中加以分清,只s=Yl—Y(1)能把预报误差作为综合性随机误差来概括。从而通用相对误差表示为:过与实测值的对比,求出误差的理论与经验关系进V—V行评定¨。占/%=—×100%(2)y。随着水文资料的积累,测验技术和计算方法的式中:Y为实测值,Y为预报值。改进,以及预报技术、预报经验的不断丰富和完善,预报误差有正有负,评定时取其绝对值。预报精度将会逐渐提高,预报误差会逐渐减少,但绝1.1平均误差不能完全消除。平均误差的计算公式为:当然,要尽量减少可以避免的误差。诸如在编制方案前应对预报流域或河段的

4、自然地理概况、水音i1(3)文气象特征、站网分布、资料系列、人类活动情况等式中:n为观测次数,i=1,2,⋯,n。进行详细的了解和调研,以便在充分掌握客观情况1.2均方误差的基础上,确定合适的预报方法。均方误差的计算公式为:同时,在预报作业的实践中,要经常总结经验,不断探索水情变化规律、注意搞好实时校正,并及时=/liE=l(Yi—)(4)%修订预报方案,提高方案和作业预报的精度J。1.3用确定性系数作为评定有效性的表征值1水文预报误差统计特性计算公式为:2根据大量统计分析和物理成因分析,水文预报DC

5、:1—Je(5)误差的分布规律一般是两端有限的偏态分布,水文[收稿日期]2013—12—28[作者简介]孙德升(1964一),男,辽宁本溪人,高级工程师,从事水利工程施工和管理工作。一30—孙德升:水文预报方案精度评定和检验标准综述第6期(6)如对公式(3)两端开方,可得r=V/1一(_o兰r_"),式中:Js为预报值误差的均方差,即式2—2的值;此即直线相关中的相关系数,实际上,DC的数值,取C为实测值的均方差。决于的值,当S=0时,DC=1.0,即所有点据均2水文预报方案精度评定落在相关线上,任何

6、点子都没有预报误差;当S=2.1评定的目的时,DC=0,此时所有点子十分散乱,系列间毫无关利用水文预报方法原理所编制的流域河段、水系,也就是说,预报方案即使与“自然”预报相比较,C库等的水文预报方案是水文作业预报的根据。也没有任何改进。因此,在=0及1时DC才有严为了能预先掌握应用方案的可靠程度及有效格意义上的定义。性、预报误差的范围是否超过允许的限度,必须对水由于确定性系数是介于两极端之间,因此它在文预报方案进行评定和检验,其评定和检验的目一定程度上反映了系列间的密切程度,故作评定、检的是:验标准是

7、可行的,实质它是用平均值作对比的预报1)评定和检验水文预报方案的可靠性及预报值有效性的度量标准。计算和值必须考虑到的精确程度,从而确定已建立的水文预报方案和采它们的季节性变化。只有在正态分布的情况下,DC用的方法是否合理和适用,其精度能否满足生产的才是预报变量和预报误差的完全可靠的统计特征。需要。当非正态分布时,只有确认两个变量的标准化2)了解和掌握方案的适用范围及预报值可能存误差,其经验分配曲线相似后,才能用系数DC。标在的误差大小,使作业预报人员合理应用预报方案,准化误差值的表达式为:并使需要预报

8、的单位能正确掌握使用预报成果。另=(—x)/S(7)外,还可通过对不同的预报方法进行实际效益的对式中:z为标准化变量;为所述的随机变量;为比,发现存在的问题,总结提高,从而推动水文预报的平均值;S为的标准差。变量标准化后,其均值技术的发展J。为零,方差为1。标准化误差的经验分布与正态分布评定和检验预报方案是采用统一的许可误差和是否相似,需要用进行检验。如果发现两种分布有效性标准进行。曲线有显著的差别,那么DC系数仅能作为真实预报评定是由建立模型的全部序列

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1、2014年第6期黑龙江水利科技No.6.2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotMNo.42)文章编号:1007—7596(2014)06—0030—03水文预报方案精度评定和检验标准综述孙德升(辽宁省大伙房水库管理局,辽宁抚顺113007)摘要:水文预报方案是实施预报的基本依据。水文预报方案成果达到精度要求后,才能用于发布预报,因此水文预报方案精度评定和检验的标准就显得十分关键。文章从水文预报误差统计指标人手,探

2、讨了水文预报方案精度评定和检验的目的,对比了评定和检验方法,并对现有规范中水文预报方案精度评定方法和标准进行了分析。关键词:水文预报;精度;评定;检验标准中图分类号:P338文献标识码:B预报要求的保证率不太高(例如水文情报预报规范O前言中要求乙等方案的合格率为70%),用正态分布与偏水文预报精度是对水文预报误差的度量。水文态分布的差别不大,所以,目前多以正态分布作为水预报误差是指水文要素的实测值与预报值之差,包文预报精度评定的基础。括随机误差和系统误差。预报误差用绝对误差表示为:上述两种误差不可能从

3、预报值中加以分清,只s=Yl—Y(1)能把预报误差作为综合性随机误差来概括。从而通用相对误差表示为:过与实测值的对比,求出误差的理论与经验关系进V—V行评定¨。占/%=—×100%(2)y。随着水文资料的积累,测验技术和计算方法的式中:Y为实测值,Y为预报值。改进,以及预报技术、预报经验的不断丰富和完善,预报误差有正有负,评定时取其绝对值。预报精度将会逐渐提高,预报误差会逐渐减少,但绝1.1平均误差不能完全消除。平均误差的计算公式为:当然,要尽量减少可以避免的误差。诸如在编制方案前应对预报流域或河段的

4、自然地理概况、水音i1(3)文气象特征、站网分布、资料系列、人类活动情况等式中:n为观测次数,i=1,2,⋯,n。进行详细的了解和调研,以便在充分掌握客观情况1.2均方误差的基础上,确定合适的预报方法。均方误差的计算公式为:同时,在预报作业的实践中,要经常总结经验,不断探索水情变化规律、注意搞好实时校正,并及时=/liE=l(Yi—)(4)%修订预报方案,提高方案和作业预报的精度J。1.3用确定性系数作为评定有效性的表征值1水文预报误差统计特性计算公式为:2根据大量统计分析和物理成因分析,水文预报DC

5、:1—Je(5)误差的分布规律一般是两端有限的偏态分布,水文[收稿日期]2013—12—28[作者简介]孙德升(1964一),男,辽宁本溪人,高级工程师,从事水利工程施工和管理工作。一30—孙德升:水文预报方案精度评定和检验标准综述第6期(6)如对公式(3)两端开方,可得r=V/1一(_o兰r_"),式中:Js为预报值误差的均方差,即式2—2的值;此即直线相关中的相关系数,实际上,DC的数值,取C为实测值的均方差。决于的值,当S=0时,DC=1.0,即所有点据均2水文预报方案精度评定落在相关线上,任何

6、点子都没有预报误差;当S=2.1评定的目的时,DC=0,此时所有点子十分散乱,系列间毫无关利用水文预报方法原理所编制的流域河段、水系,也就是说,预报方案即使与“自然”预报相比较,C库等的水文预报方案是水文作业预报的根据。也没有任何改进。因此,在=0及1时DC才有严为了能预先掌握应用方案的可靠程度及有效格意义上的定义。性、预报误差的范围是否超过允许的限度,必须对水由于确定性系数是介于两极端之间,因此它在文预报方案进行评定和检验,其评定和检验的目一定程度上反映了系列间的密切程度,故作评定、检的是:验标准是

7、可行的,实质它是用平均值作对比的预报1)评定和检验水文预报方案的可靠性及预报值有效性的度量标准。计算和值必须考虑到的精确程度,从而确定已建立的水文预报方案和采它们的季节性变化。只有在正态分布的情况下,DC用的方法是否合理和适用,其精度能否满足生产的才是预报变量和预报误差的完全可靠的统计特征。需要。当非正态分布时,只有确认两个变量的标准化2)了解和掌握方案的适用范围及预报值可能存误差,其经验分配曲线相似后,才能用系数DC。标在的误差大小,使作业预报人员合理应用预报方案,准化误差值的表达式为:并使需要预报

8、的单位能正确掌握使用预报成果。另=(—x)/S(7)外,还可通过对不同的预报方法进行实际效益的对式中:z为标准化变量;为所述的随机变量;为比,发现存在的问题,总结提高,从而推动水文预报的平均值;S为的标准差。变量标准化后,其均值技术的发展J。为零,方差为1。标准化误差的经验分布与正态分布评定和检验预报方案是采用统一的许可误差和是否相似,需要用进行检验。如果发现两种分布有效性标准进行。曲线有显著的差别,那么DC系数仅能作为真实预报评定是由建立模型的全部序列

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