闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究(可编辑)
实时洪水抗差预报系统研究
统 ． 少 系 统 受 污 染 机 从 统 的稳 定 性 和 洪水 预 报 的 精 度 。
理 论 与 估 计 方 法 要 引 入 洪 水 预 报 系统 ， 涉 及 的 首要 问 题 是 ， 确
定 适 合 于 水 文 问 题 特 点 的 抗 差 特 征 函数 。 由 于 极 值 函 数 ， 函 导 数 都 与 权 函数 有关 ． 文 主要 研 究 的对 象 是 抗 差权 函数 。 本
关键 词 ： 洪水 预报 ： 差特 征 函数 ； 差 估 计 抗 抗
中图 分 类 号 ：３ ８． Ｐ ３ ￣ ９
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：００ ０ ５ （０ ８ ２ ０ ２ — ４ １０ — ８２２ ０ ） － ０ ６ ０ ０
传 统实 时 洪 水 预 报 系统 ， 常 情 况 预 报 精度 较 高 ， 满 足 防 正 能
报精 度 也 高 ， 遇 一些 不 正 常 情 况 （ 实 测 资料 中存 在 异 常 值 ） 但 如 ， 系统 的实 时 修正 效 果 大 大 下降 ， 踪能 力 减 弱 ， 跟 遇极 端 非 正 常 情
况， 会使 整个 系 统 崩 溃 。 本 文 把 抗差 估 计 理 论 引入 实 时 洪 水 预 报 系 统 ，利 用 抗 差 系 统 具 有 的 抗 差能 力 ，使许 多 严重 的异 常 误 差 ，根 本 不 能 进 入 系
１ 抗 差估计 理论
抗 差 估 计 【 论 是 一 门 十分 年 轻 的分 支 学 科 ， 差 估 计 实 ｌ 理 抗
根 据 水 情 观 测 资 料 误 差 的 特 点 ， 为 民教 授目 研 究 分 析 包 已 了适 合 水 文 特 点 的抗 差 权 函数 为 三 段 式结 构 。就 是将 水 情 观测 值 的 区间 划 分 为 正常 观 测 值 、 可利 用 观 测 值 、 常 值 。根 据 这 三 异 部 分 观 测 值 ． 将 权 函数 划 分 为 ： 权 区 。 持 观 测 值 的 权 不 可 保 保 变 ； 权 区 ， 制 观测 值 的作 用 ； 绝 区 ， 降 限 拒 观测 权 为 零 。抗 差 估 计
闽江洪水预报调度系统在“20050617”洪水中的应用研究
４ １ 自动 洪 水 预 报 、 ．
提供水库入库 、重要控制 断面等 ２ ２个节点 的预 报洪水过 程；
④ 根 据 预 测 的 可 能 降雨 ， 估 报 相 应 预 报 节 点 可 能 产 生 的 洪 水
自动 洪水 预报 是 系 统根 据 实 时 输 入 的 雨 、 水 情 。滚 动 进 行 预 报 ， 并 依据 实测 水 情 的 变 化 实 时 修 正 预 报 过 程 。 笔 者 根 据 （ 文 情 报 预 报 规 范 ＞ 的 “ 实 测 洪 峰 的 ２ ％ 作 为 许 可 水 以 ０
摘 要 ：随着社 会 经济 的发展 ，作 为 防洪 的非工程 措施 ，洪水 预报 调度 系统 在防 洪减 灾 中发 挥 着 愈 来愈 重要 的作 用。 该文 结合 闽江流域 “ ０ ５ ６ ７ 洪水 的 预报 调度 ， 简要介 绍 闽江 洪 水 预报 ２ ００ １”
调度 系统 的整体 功能及 运 用 ，并对提 高 系统预报 精度 和增 长 预见期提 出建议 。 关键 词 ：洪 水 ；预报 调度 ；系统 ；闽江
中图分 类号 ： Ｖ１２ Ｔ ２
１ 引 言
文献标 识码 ： Ｂ
文 章编号 ：０ ２ ０ １２ ０ ）１ ０９—０ １０ —３１ （０ ７０ —０ ０ ３
的调度方案。
为更好 地做好闽江流域的洪水预报调度 。福 建省人 民政
府 防汛抗旱指挥部办公室 （ 以下 简 称 省防 汛 办 ） 与 河 海 大 学 联 合 开 发 了 闽 江 洪 水 预 报 调 度 系 统 。该 系 统 于 ２ ０ ０ ２年 ７月 在 福 建 省 防 汛 办 安 装 试 运行 。为 闽江 流 域 ６座 大 型 水 库 和 １ ６ 个 重 要 控 制 断 面 提 供 实 时洪 水 预 报 成 果 和 洪 水 调 度 方 案 。 ２ ０ 年 ６月 １ 日至 ２ ０５ ７ ３日。 受强 降雨 影 响 。 闽江 流 域 发 生 大 洪 水 ，干 流 洪 水 洪 峰频 率达 到 ３ 年 一 遇 ， 为 １３ ５ ９ ４年 有 记 录 以 来 第 二 大 洪 水 。 闽 江 洪 水 预 报 调 度 系 统 在 “ ０ ５ ６ ７ 洪水 预 报 调 度 过 程 中 运 行 稳 定 ，预 报 调 度 结 果 ２００ １” 良好 ， 为 防 洪 调 度 决 策 起 到 了重 要 参 考 作 用 。 ２ 闽江 洪 水 预 报 调 度 系 统 介 绍 闽江 洪 水 预 报 调 度 系 统 主要 由三 大 子 系 统 构 成 。分 别 是 洪 水 预 报 子 系 统 、 洪水 调 度 子 系 统 、 数 据 库 管 理 子 系 统 。 系 统 能 在 ２ ｎ内预 报 出流 域 内 ６ 大 型 水库 和 １ ｍｉ 座 ６个 重 要 控 制 断面总计 ２ ２个 节 点 的 洪 水 过 程 ，并 生 成 ６座 大 型 水 库 的 最 优调 度方案。供决策参考。 （ ）洪 水 预 报 子 系 统 主 要 功 能 ：① 建 立 洪 水 预 报 模 型 １ 库 ；② 自动 （ 线 ）与 人 工 干 预 （ 线 ） 两 种 预 报 模 式 ；③ 在 离
闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究
果 表 明 ， 预 报 洪 水 过 程进 行 实 时 修 正 ， 大 大 提 高 预 报 精 度 ， 用 自适 应 洪 水 修 正 方 法 具 有 较 强 对 能 采 的 卖 时 跟 踪 系 统 动 态 变 化 的 能 力 ， 修 正 效 果 优 于 自回 归模 型， 其 关 键 词 ： 水 预 报 ； 自 回 归模 型 ； 自适 应 实 时 修 正 方 法 ； 七 里 街 流 域 洪 中 图 分 类 号 ： Ｖ１ ４ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２９ ８ ２ ０ ）２０ ２ —４ １ ７ ４ Ｘ（０ ８ ０ —０ ００
ｄ ｐ ｉ ｅ ａ ｉ ｓ ｍ ｅ ｔｍ ｅ ｈ ｒ ｔ ｓ ｄ ｆ ｅ ｌｔｍ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔｏ ｆ ｔ ｌ ｏ ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｉ ｄｉａ ｅ ｔ ｔ ｔ ｅ ａ ｔｖ ｄ ｔ ｎ ｔ ｏｄ ａ ｅ ｂｏ ｈ ｕ ｅ ｏｒ ｒ ａ —ｉ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｏ ｈｅ ｆｏ ｄｓ ｕ ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｔ ｈａ ｈ
京 ２ ０ ９ ； ．湖 南农 业 大 学 工程 技 术 学 院 ，长 沙 １０８ ３
摘要 ： 根据 １ 七里街流域 水 文实测 资料 信 息， 用 新安 江 三水 源模 型对该 流 域 实 时洪水 预 报进 ９江 利 行 了研 究 ， 分别 采用 自回归模 型和 自适 应 洪水 修 正 方法 对预 报 洪水 过 程进 行 了实 时修 正． 析 结 分
闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究(可编辑)
闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究维普资讯 ////0>. . .三峡大学学报自然科学版第卷第期 . . 年月闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究胡海英包为民王涛胡宇新。
.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京; .河海大学水文水资源学院,南京 ; .湖南农业大学工程技术学院,长沙摘要:根据江七里街流域水文实测资料信息,利用新安江三水源模型对该流域实时洪水预报进行了研究,分别采用自回归模型和自适应洪水修正方法对预报洪水过程进行了实时修正.分析结果表明,对预报洪水过程进行实时修正,能大大提高预报精度,采用自适应洪水修正方法具有较强的卖时跟踪系统动态变化的能力,其修正效果优于自回归模型,关键词:洪水预报; 自回归模型; 自适应实时修正方法; 七里街流域中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ? ? ’’。
. ,, ., , ; ., .,, ;. ,,, .?.?? . ?;? . ? .;?;;的实测信息,对预报模型的结构、参数、状态变量、输洪水预报是一项重要的防洪减灾非:工程措施,其投资不大,收效显著.准确、及时的预报可以确保合理入向量或预报值进行某种校正,使其更符合客观实调度与有计划采取分、蓄、疏、排洪等措施;可以及时际,以提高预报精度】.实时修正技术的研究方法有很多 ,常用的有采取防洪抢险、避洪疏散等紧急行动,力求使灾害损误差自回归实时修正算法、递推最小二乘估计算法、失降低到最低程度,具有很大的经济效益和社会效卡尔曼滤波算法等,这些实时校正方法的共同特点是益.洪水预报,由于受实际流域影响大,特别是山区性能实时地处理水文系统最新出现的预报误差,并以此小流域,洪水陡涨陡落,再加上实时系统众多误差信作为修正预报模型结构、参数或预报输出值的依据,息的影响,难以获得高精度的预报结果,需要实时修正.实时预报修正是指每次预报作出之前,根据当时从而使预报系统迅速适应现时的状况.根据七里街流收稿日期:?基金项目:国家自然科学基金项目 ;“一五”国家科技支撑计划课题 ;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金;江苏省研究生培养创新程通讯作者:胡海英一 ,女.博士研究生.主要研究方向为水文水资源.维普资讯 ////.第卷第期胡海英等闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究域的洪水资料建立了概念性水文模型,利用实时资料深层蒸发, 、、分别为上层、下层、深层蓄信息对七里街流域洪水实时预报校正模型与方法进水容量, 、、分别为地表径流、壤中流、地下径行了探讨.流, 和分别为马斯京根河道演算的人流和出流.流域概况闽江是福建省最大的河流,发源于赣、闽、浙三省交界的杉岭、武夷、仙霞岭等山脉,位于东经。
闽江流域洪水预报调度系统应用研究
闽江流域洪水预报调度系统应用研究
陈学凯;龚继瑄
【期刊名称】《中国防汛抗旱》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】闽江洪水预报调度系统于2001年投入试运行。
自试运行以来,在福建省闽江流域洪水预报及水库调度中发挥了重要的作用。
该系统具有运行稳定、预报精度高、使用灵活、能实时修正等特点。
本文以"20020616""20050623""20060607"洪水为例,详细介绍了系统在闽江洪水预报调度中的应用情况。
【总页数】4页(P)
【作者】陈学凯;龚继瑄
【作者单位】三峡大学;福建省人民政府防汛抗旱指挥部办公室;湖北宜昌;福建福州【正文语种】中文
【中图分类】P338
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3.闽江洪水预报调度系统在"20050617"洪水中的应用研究 [J], 龚继瑄
4.分布式系统结构及信息资源共享在洪水预报调度中的应用研究 [J], 吴金塔
5.闽江流域水库洪水预报调度对策 [J], 杨家坦
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基于K均值聚类分析的流域洪水实时分类修正
基于K均值聚类分析的流域洪水实时分类修正
李月玉;周建奕;蒋汝成;周密
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2016(0)12
【摘要】针对传统的流域实时洪水预报通过率定一组水文模型参数来寻求一个流
域径流形成的一般性或平均化规律的方法在特殊情况下误差较大,以及在实时洪水
预报误差修正中历史信息未得到充分利用的问题,利用洪水的相似性扩大实时修正
信息量,结合K均值聚类分析方法,提出了洪水实时分类误差修正方法。
并在沿渡河流域用30场洪水进行分类参数率定,采用分类修正的方法对4场洪水进行实时修正,分析结果表明:实时分类修正方法能大幅提高预报精度尤其是洪峰流量的预报精度。
【总页数】4页(P160-162)
【关键词】实时洪水预报;误差;相似性;分类误差修正
【作者】李月玉;周建奕;蒋汝成;周密
【作者单位】云南省水利水电勘测设计研究院;云南农业大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV122
【相关文献】
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朋
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【国家自然科学基金】_闽江流域_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2014年 科研热词 闽江流域 长江 锶-钕同位素 物源示踪 洪旱事件 水文响应 标准化降水指数(spi) 时间尺度 上游河段 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 洪水预报 镉 自适应实时修正方法 自回归模型 络合容量 易变性常数 抗差特征函数 抗差估计 天然水体 七里街流域
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
科研热词 闽江水系 长江水系 重金属 生态支付意愿 犁头鳅属 物种地理分化 海洋环境容量 条件价值评估方法 政策含义 排海通量 东海大陆架 东海
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 4 5 6 7 8 9
2011年 科研热词 闽江 趋势成分 激发发射矩阵光谱 溶解有机物 水文序列 水库 平行因子分析 对偶数 mann-kendall法 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 集聚战略 福建省 文化创意产业 双核结构 一体两翼
推荐指数 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
科研热词 闽江流域 自相关系数 时间尺度 径流 tfpw-mk 驱动因素 经济系统 线性最小二乘法 系统耦合 生态 演化态势 海拔梯度 水土流失区 植被分布格局 朱溪河流域 径流序列 差积曲线 亚热带山地 亚热带山区 丰枯变化过程 中国 丘陵地区 psr模型 mann-kendall法
实时洪水预报综合修正方法初探
( 1) : ( 2)
式中 ε t 为 t 时刻的模型误差 , ε t= Q t -QCt 。 其中 Qt 为实测流量 ;QCt 为计算流量 ;ξ t 为 t 时刻的残差 。 对
收稿日期 :2002 -01 -23 ;修订日期 :2002-04-20 作者简介 :瞿思敏( 1977 ), 女 , 湖北监利人 , 河海大学水资源环境学院博士研究生 , 主要从事水文水资源及环 境的研究 。
后对 6 个流域的 50 余场洪水进行了综合修正计算 , 统计结果见表 4 。 表 4 中 AAR 表示流域实测产流量与计算 产流量总相对误差 ;AAQ 表示流域实测流量与计算流量总相对误差 ;A DC 表示流域平均确定性系数 。
表 2 七里街流域 970701 号洪水不同预见期实时修正结果 Table 2 Results of real-time correction for different forecastlead periods of 970701 flood in Qilijie Basin
第 14 卷 第 2 期 2003 年 3 月
水 科 学 进 展 ADVANCES IN WATER SCIENCE
Vol. 14 , No. 2 Mar . , 2003
实时洪水预报综合修正方法初探
瞿思敏 , 包为民
( 河海大学水资源环境学院 , 江苏 南京 210098 )
摘要 :利用误差的相似性扩大实时修正信息量 , 结合神经网络异联想记忆技术 , 提出了综合实时 修正方法 。 并在七 里街流域用 11 场洪水分别采用自回归( AR ) 模型和综合修正方法进行实时修正 。 分析结果 表明 , 采用综 合修正方法 既能获得比 AR 模型更好的精度 , 又不损失洪水预 报的预见期 。 进一步对闽江的 6 个支流流域近 50 场洪水进行综合 修正方法实时修正检验 , 都获得了较好的结果 。 关 键 词 :误差 ;相似性 ;异联想记忆 ;综合修正 ;实时洪水预报 中图分类号 :TV 122 文献标识码 :A 文章编号 :1001 -6791( 2003) 02 -167 -05
基于面平均雨量误差修正的实时洪水预报修正方法
demonstrated
u s i n g t h e X i n ’a n j i a n g ( X A J )
v e n t s o f the W a n g j i a b a Basin. T h e result s h o w s that the forecast i m p r o v e m e n t issignificant. F o r the W a n g j i a b a Basin, w e also ex-
K e y w o r d s : R e a l - t i m e u p d a t i n g ; m e a n areal rainfall error; s y s t e m r e s p o n s e c u r v e ; X i n ’a n j i a n g m o d e l ; W a n g j i a b a B a s i n
a m i n e t h e p e r f o r m a n c e of th e m e t h o d for different rain g a u g e d e n s i t i e s , a n d find that forecast i m p r o v e m e n t is m o r e significant w h e n
R e a l - t i m e f l o o d f o r e c a s t u p d a t i n g m e t h o d b a s e d o n m e a n a r e a l rainfall e r r o r c o r r e c t i o n
SI W e i 1，2 ，B A O W e i m i n 2 ，, U Simin2 & S H I P e n g 2 (1 : Business School o f Hohai University， Nanjing 210098，P.R. China) ( 2 ：College o f Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing 2 1 0 0 9 8 , P.R.C hina)
5第六章 实时洪水预报
这类特征是流域建模最重要的基本特征，影响着流域产流结构、
汇流结构和站网及历史水文资料使用时期等的选择与确定。
第二节 实时洪水预报模型
一、流域基本特征
气候特征
对年平均雨量、年平均蒸发量和年平均径流系数
了解，可以分析流域的湿润或干旱程度，为产流
模型选择作准备。这些特征量可以从历年观测的
年雨量、年蒸发量和年径流系数中进行统计计算
第二节 实时洪水预报模型
一、流域基本特征
人类活动
水土保持措施主要在黄河中游的黄土地区流域，其措施方 法有许多，主要的有淤地坝工程、植被工程措施、耕作方
式措施等。这些工程措施不同程度的减少了流出流域0年代由于水 土保持措施影响，流域径流比50年代有十分显著的减少， 影响大的流域达到了50％以上。
(3)系统遇不正常情况的修复与处理。
洪水预报调度系统流程图
实时数据收集 历史水文数据 实时数据接收
显
数 据 库
示
数 据 库 流域特征 资料
雨水情报表打印
数据预处理
数据预处理
流量文件
蒸发文件
降雨文件
流域文件
模型率定
预报模型计算
参数文件
实时校正 绘图和打印 洪水调度
第一节 概论
实时洪水预报是一种在联机水情测报系统中，使用实时
雨。
第二节 实时洪水预报模型
三、资料准备
雨量站选择
地形代表性就是要考虑不同特点的地形，都要有代表性的雨 量站。如迎风坡、沟谷地、出山口、平坦宽广区等，以考虑 不同地形对降雨量的影响。
第二节 实时洪水预报模型
三、资料准备
雨量站选择
站点面积代表性就是要求测点位置对周围区域降雨有较好的 代表性。假如测点降雨只能代表位置点的降雨，与周围的降 雨量差距很大，这样的测站代表性就差。如山顶的雨量站，
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闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究
维普资讯 ////0>. . .
三峡大学学报自然科学版
第卷第期 . . 年月
闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究
胡海英包为民王涛胡宇新。
.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京; .河海大学水文水资源学院,南
京 ; .湖南农业大学工程技术学院,长沙
摘要:根据江七里街流域水文实测资料信息,利用新安江三水源模型对该流域实时洪水预报进
行了研究,分别采用自回归模型和自适应洪水修正方法对预报洪水过程进行了实时修正.分析结
果表明,对预报洪水过程进行实时修正,能大大提高预报精度,采用自适应洪水修正方法具有较强
的卖时跟踪系统动态变化的能力,其修正效果优于自回归模型,
关键词:洪水预报; 自回归模型; 自适应实时修正方法; 七里街流域
中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ? ? ’’。
. ,, ., , ; ., .,, ;
. ,,, .?.?? . ?;? . ? .;?;;
的实测信息,对预报模型的结构、参数、状态变量、输
洪水预报是一项重要的防洪减灾非:工程措施,其
投资不大,收效显著.准确、及时的预报可以确保合理入向量或预报值进行某种校正,使其更符合客观实
调度与有计划采取分、蓄、疏、排洪等措施;可以及时际,以提高预报精度】.
实时修正技术的研究方法有很多 ,常用的有
采取防洪抢险、避洪疏散等紧急行动,力求使灾害损
误差自回归实时修正算法、递推最小二乘估计算法、
失降低到最低程度,具有很大的经济效益和社会效
卡尔曼滤波算法等,这些实时校正方法的共同特点是
益.洪水预报,由于受实际流域影响大,特别是山区性
能实时地处理水文系统最新出现的预报误差,并以此
小流域,洪水陡涨陡落,再加上实时系统众多误差信
作为修正预报模型结构、参数或预报输出值的依据,
息的影响,难以获得高精度的预报结果,需要实时修
正.实时预报修正是指每次预报作出之前,根据当时从而使预报系统迅速适应现时的状况.根据七里街流
收稿日期:?
基金项目:国家自然科学基金项目 ;“一五”国家科技支撑计划课题 ;河海大学水文水资源与水利工程科学
国家重点实验室开放研究基金;江苏省研究生培养创新程
通讯作者:胡海英一 ,女.博士研究生.主要研究方向为水文水资源.维普资
讯 ////.
第卷第期胡海英等闽江七里街流域洪水实时预报修正方法研究域的洪水资料建立了概念性水文模型,利用实时资料
深层蒸发, 、、分别为上层、下层、深层蓄
信息对七里街流域洪水实时预报校正模型与方法进
水容量, 、、分别为地表径流、壤中流、地下径
行了探讨.
流, 和分别为马斯京根河道演算的人流和出流.
流域概况
闽江是福建省最大的河流,发源于赣、闽、浙三省
交界的杉岭、武夷、仙霞岭等山脉,位于东经。
~ 。
,北纬。
~ 。
.流域内植被较好,河谷
相间,水系呈扇形分布,其中建溪即七里街以上流
域发源于仙霞岭和武夷山脉,全长. ,流域
图七里街流域水文模型结构流程图
控制面积为,流域形状系数 . ,河道平
均坡降 . ‰,为闽江最大的支流.
流域洪水实时预报校正方法
闽江流域属亚热带季风气候,气候温和,雨量丰
富,阳光充足.受地理位置、地形和气候条件影响,流
流域水文系统是一个非常复杂的自然系统.在运
域内降水时空分布很不均匀,春夏之间受南方副热带
用水文模型进行洪水预报时,由于各种各样的原因,
季风的影响,西南暖湿气流源源输入,与北方南下的
实际情况是每次预报都或多或少地具有误差.传统的
冷空气在流域上空交绥,形成静止锋,造成大量降雨,
水文预报方法对实际情况中出现的一些误差难以适
在光泽、武夷山、浦城、建阳等县市常产生历时长、雨
当弥补,实时预报就是要对这样一些在原模型中没有
面广的锋面大暴雨,成为福建省的高雨区和洪灾集中
考虑的、无法考虑的或即使考虑了也是不适当的,而
地,且暴雨经常随洪水向下游移动,迭高下游洪峰;夏
对洪水估计又有一定影响,致使预报存在一定误差的
秋的太平洋热带气旋或台风侵袭,也会造成局部性
因素如模型的结构、参数、状态变量或输入值等进行
暴雨洪水灾害.该流域多年平均降水量在 ~
考虑.洪水预报除了有一个结构合理、有效的流域水之间, ~ 月降水量占全年的左右.降
文预报模型,还需要有一套合理、有效的实时修正技
水量年际变化大,丰水年是枯水年的 ~ 倍.受气候
术,两者缺一不可.一般模型与实时修正模型的过程
变化影响,蒸发量年内变化较大,夏季气温高,蒸发量
区别如图和图所示】 ,图中和表示时
大,冬季气温低,蒸发量小,多年平均水面蒸发量在
刻以前实测的模型输入和输出; 表示可供实时修之间.七里街流域共有个雨量站,
正利用的其他信息; 表示未经校正的模型
个蒸发站,预报站为七里街.
计算结果; / 表示经校正的模型计算结果.
七里街流域概念性流域水文模型
根据七里街流域地理、气候、水文特点及降水、径
流系数、洪水过程线分析,属典型的湿润地区,拟采用
新安江三水源模型.模型按照三层蒸散发模式计算流图一般水文模型框图图实时修正模型框网
域蒸散发;产流部分采用蓄满产流结构,各雨量站单 . 自回归模型实时修正算法
站控制面积为单元流域,分别进行计算;分水源用自模型根据计算值和实测值之间误差序列是
由水水箱结构,把坡面水源划分为地面径流、壤中流、相关的,并与按时间顺序排序的误差之间有相关关
地下径流;坡面单元汇流采用线性水库,河道汇流采系,可用一个阶自回归模型来模拟.它根据实测流
用分河段马斯京根法.新安江三水源模型把流域分成量和预报流量问的误差信息,建立残差预报模型,将
预报的残差叠加到模型预报流量上,及时地校正和改
若干单元,对每个单元流域分别作产汇流计算,得出
每个单元流域的出口流量过程,再进行河道洪水演算
善预报结果,使预报误差尽可能减小,从而完成流域
至流域出流断面,其结构流程如图所示 .图中下
洪水的预报校正.
标为单元站点, 为雨量, 为流域不透水面积误差系列前后时段相关,可由一个阶自回归
比, 为蒸散发能力, 、、分别为上层、下层、模型来模拟:维普资讯////. 三峡大学学报自然科学版年月
,一
式中, 为时刻的模型误差, 一一 ; ,为实
协方差矩阵
测流量; ,为计算流量; 为时刻的残差.把误差一
系列: , ,?, 分别代入自回归式中,用向量矩阵
表达可得最小二乘估计 :
式中, 为参数估计; 为增益矩阵;
一为可变遗忘因子; 为协方差矩阵.
其中
可变遗忘因子递推最小二乘算法根据各场洪水
的变化自适应地调整其遗忘因子,其具体计算步骤如
一 . 一 . 一下 :①给定初始的、、 ;②设一 ;③计算
预报残差;④由公式计算增益矩阵;⑤由公式计算可变遗忘因子;⑥由公式计算协方差矩阵;⑦
按公式修正参数估计;⑧当≤时,
预报结果的校正式为一 ?; 一 ,转到③. 一横式中, 空为校正后流量; 为模型预报流量
应用与检验
为估计的时刻误差.
. 自适应洪水实时校正算法
选用福建闽江七里街流域 ~ 年的
水文系统是一个非平稳变化的时变系统,选用固
场洪水的降雨、蒸发和流量资料,利用新安江模型进
定的参数难以把握系统动态特性,因此考虑时变的因
行实时洪水模拟,模型参数见表 .
子,根据系统变化调整参数的大小,能更好地跟踪系
表七里街流域新安江模型参数值
统的动态特征.自适应洪水实时校正,主要是采用一
种可变遗忘因子递推最小二乘算法‘。
,自适应地动
态识别模型的时变参数,这种算法具有较强的实时跟
踪水文系统的能力,它可以根据各场实际洪水的变
化,自适应地调整其遗忘因子.当系统参数变化快时,
自动选择较小的遗忘因子,以提高辨识灵敏度;当参
数变化慢时,自动选择较大的遗忘因子,增加记忆长
度,以提高辨识的精度.该方法能达到最佳跟踪参数
的效果,提高洪水预报精度.
自适应洪水实时校正模型形式为横十式中, 校为校正后流量; 横,为模型预报
流量; 为残差系列;为修正参数,一
口,Ⅱ,?,Ⅱ,Ⅱ,Ⅱ,?,&为参
数系列, 为模型阶数.
参数估计一
分别采用阶误差自回归模型和自适应洪一模一
水实时修正方法在模型模拟过程中进行实时修正,各
增益矩阵
修正方法结果比较见表 .评定洪峰和洪量的预报精一
度采用洪峰和洪量的相对误差删,即:? 一×。
可变遗忘因子一一二±± . 一×。