三峡水库水文气象预报不确定性及误差分布分析.pdf

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1、第46卷第21期人民长江Vo1．46，No．212015年11月YangtzeRiverNov．，2015文章编号：1001—4179(2015)21—0027—06三峡水库水文气象预报不确定性及误差分布分析许银山，李玉荣，闵要武(长江水利委员会水文局，湖北武汉430010)摘要：准确、及时的水文气象预报信息是水库实时预报调度的基础和技术支撑。基于长江水利委员会水文局发布的三峡水库历年短中期入库流量预报成果，综合评定了预报精度和水平，分析了降雨量级、落区及入库流量级别等因素对预报误差的影响，比较了正态分布和非参数估计两种方法用于估计预报相对误差概

2、率密度函数的效果。结果显示，采用非参数估计推求的概率密度函数与样本拟合程度高，可应用于三峡水库水文气象预报定量风险管理。关键词：水文气象预报；误差；概率密度函数；非参数估计；Parzen窗；三峡水库中图法分类号：P338文献标志码：AD0I：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．21．0072010年10月26日，三峡水库蓄水至正常高水位见期，然而受气象学科发展水平的限制，必然会使较长175m，标志着三峡水库开始全面发挥防洪抗旱、发电、预见期的水文气象预报产品产生更大的不确定性。航运、供水、生态等综合效益。准确、及时的水文

3、气象实时洪水预报的目标为延长预见期和增加预报精预报信息是三峡水库实时预报调度的基础和技术支度，而对于洪水模拟仿真来说，则要追求模型精度最高撑，是科学化、精细化调度的保障。由于影响因素的复和不确定性最小，集合预报、误差校正、概率预杂性及自身学科发展的限制，水文气象预报具有不确报等技术方法均被应用于水文预报中，以实现上述定性¨，给实时调度也带来了一定的风险，在临界防目标。虽然，对水文预报误差进行统计分析的研究较洪水位附近的调度可能会增加长江中下游或者水库自丰富，但针对预报误差的概率分布特征并没有形成统身防洪风险。因此，根据三峡水库试验性蓄水以来的一的

4、观念。D．R．Bourdin等提出可以用正态分布描述水文气象实况及预报成果，分析评价短中期水文气象水文预报误差的统计特征，并建立了水库入库流量预报的可靠性及应用风险，可为三峡水库的科学调度概率预报的集合预报系统。《水文预报方法》推荐采提供重要的技术支撑，以便其更好地发挥水库综合效用正态分布作为误差分析的基础。左保河采用正益。态分布和对数正态分布对洪水预报误差进行了分析，不确定性是气象及水文预报的基本特征，水文预指出把降雨误差分布假定为正态分布¨。。，把区间人流报技术虽然在不断进步，但其预报误差仍然无法避误差看作对数正态分布基本合理。刁艳芳等通过对

5、部免。影响因素的复杂性导致水文现象的不确定性分典型水库的洪水预报误差分布规律研究认为¨，在难以被认知与描述，不确定性的来源一般包括水文模我国湿润和半湿润地区洪水预报误差近似服从正态分型的输入、结构、参数、初始条件和边界条件等。而布。李致家等基于对洪水预报误差的统计特性和误差对于大多数河流来说，人类活动是水文循环的重要组置信区间问题的研究，指出洪水预报误差通常具有偏成部分，对水文过程的不确定性和水文预报的精度概率分布的特点。通过对已有的预报误差资料的会产生显著影响。由于实时预报调度对预见期的要求统计计算及物理成因分析，预报误差的概率分布规律较长，水

6、文预报需要以气象预报成果作为输入延长预一般呈现为两端有限的偏态分布-，。收稿日期：2015—07—11作者简介：许银山，男，博士，工程师，主要从事水文预报、水资源系统规划管理等方面的研究。E—mail：xuys@cjh．com．cn第21期许银山，等：三峡水库水文气象预报不确定性及误差分布分析29∞粹合r。D．％r∞rr．l—L露匿_●_踮●r《●强弱●．隧，●舳r强r●附鞠f。●圈。咚塌●翻●．f●。翻簏广●．隧，

7、-豳●。目●嚣鬻圉●k疆，嘲rE翟。置垦圈∞lJ疆●。嘲雹L●盟．L弱LL翻_L1∞以及2003～2013年三峡入库流量的中期预报

8、成果，预表I江河流域面雨量等级划分mm见期为6～10d，预报值为日平均入库流量。按预见期面雨量面雨量面雨量面雨量对各次预报分别进行误差统计，统计总体平均误差和等级12h24h等级12h24h合格率，分析了预见期内不同降雨量级、落区(预报无雨≤0．1≤0．1大雨10．0—19．915．0—29．9小雨0．I一2．90．1～5．9暴雨及以上>20．0>30．0值)和预报入库流量级别对预报相对误差的影响。中雨3．0～9．96．0—14．92．1精度评定由于三峡以上流域面积大，汇流时间也各不相同，1～3d入库流量预报精度评定采用生产实践中将降雨过程按寸滩

9、以上流域、三峡区间(包括乌江流常用的预报误差评定方法，流量预报误差用相对误差域)和三峡以上流域3类进行统计，分析不同降雨等差误栅圈圉圈嚣