浅谈中长期水文预报的方法
中长期水文预报20150311综述
AIC准则确定
A ( p ) I n lC n ) 2 ( p , p 0 ,1 ,2 ,
AI(p C *)mA inI(p C )
1,1 1
k
k1,k1
k1
1
j1 k
k1 j k, jk, j
j
j1
k,i与k的关系：
利用各阶相关 系数计算模型 系数
k1, j k, j , k1,k1 k,k1j j 1,2k
2 n 2 j
b j n t 1 x ts i n n t
四、常用预报方法简介
通过假设检验可确定显著谐波的个数L，构造统计量：
F j (2 0 .5 0 a .5 2 j ( a 2 j 0 .5 b b 2 j 2 j) ) / / ( 2 n 2 1 )~ F ( 2 ,n 3 ) ， j = 1 ,2 ， L
➢大气环流特征 ➢高空气压场 ➢海表温度
选择传递函数，初始化权重和阈值 利用训练样本修正权重和阈值
➢降雨径流资料
完成机器学习 确定网络
输
隐
输
入
含
出
层
层
层
预报降雨径流量
四、常用预报方法简介
（6）方法简介——聚类分析（系统聚类法） ➢ 聚类分析就是按照某种 相似性度量，将具有相 似特征的样本归为一类， 使得类内差异较小，而 类间差异较大。 ➢ 获得新的样本之后，根 据相似准则，将新样本 归类，由该类特征进行 预报。
预报时，只要将T月径流的初始概率分布PT 与P(1)相乘，便得到T+1月径流分别在枯、平、 丰三种状态的概率分布PT+1 。
枯平 丰
p11, p12, p13 枯 P(1) p21, p22, p23 平
集成式中长期水文气象预报理论方法及应用分析朱承山
集成式中长期水文气象预报理论方法及应用分析朱承山发布时间：2021-11-05T06:43:39.647Z 来源：基层建设2021年第24期作者：朱承山[导读] 本文描述了在充分分析目前广泛应用于水利电力生产计划与调度、水文气象、防汛抗旱、防灾避险应急管理湖南省欧阳海灌区水利水电工程管理局湖南耒阳 421836摘要：、工程风险控制等部门或领域中的中长期水文气象预报理论方法的基础上，对这些预报方法进行系统性优化与归集后提出的一种新的集成式中长期预报系统的理论方法，该方法经过了近几年来不断研究与持续改进，结合具体生产实际的预报应用实践表明，充分利用和挖掘水文气象要素信息，采取多种策略、合理综合利用该理论方法进行实际作业预报，在一定程度上可提高预报准确率，获得较好的作业预报效果。
关键词：水文气象；集成预报；模型优化中长期水文气象预报一直是人们不断探索和研究的课题，但由于其影响因素错综复杂，至今其物理形成机制还没有真正完全弄清楚。
然而通过国内外许多专家学者的不懈努力，至今提出了一些比较成熟的理论方法，如线性逐步回归法，灰色理论，模糊聚类法、集成理论方法等，并在实际应用中取得了比较明显的效果。
但国内外众多学者一般都着重于从本身的学术观点出发，常常基于上述的理论方法或思路，采用单一的预报模式或在某一种理论方法的基础上进行模型改进做出预报，这种预报方法思路就可能会造成预报成功率比较低，预报精度达不到要求，预报效果不理想，难以有效地指导生产实际。
针对这种情形，1996-1998年作者在汲取了一些国内外比较成熟和先进的预报理论方法的基础上，研究提出一种基于这些理论方法综合而成的中长期水文气象预报方法-集成（综合）预报理论模型或方法，并经过多年实际应用，效果较好，现予以介绍，供同行参考或借鉴。
一、集成预报理论方法目前，中长期水文气象预报理论方法大致有三种，即第一种天气学方法，它是从大量的历史天气资料，主要是高空环流的逐日平均形势进行分析综合，挑选相关影响因素，寻找出环流形势的主要演变规律建立模型，根据前期环流的特点进行预报；第二种物理成因法，它是从海气关系、地气关系以及影响大气长期运动的其它宇宙地球物理因素，如太阳活动和行星运动等对大气环流、水文现象的作用进行预报；最后一种是数理统计法，它是根据要素自身的演变的统计规律和分析与挑选出影响预报量的各个要素，寻求方法建立预报模型进行预报。
中长期水文预报及调度技术研究与应用
中长期水文预报及调度技术研究与应用中长期水文预报及调度技术研究与应用水资源是人类社会发展和生存的基本物质基础之一，而水文预报与调度技术在有效利用、合理分配和保护水资源方面起到至关重要的作用。
随着水资源的日益紧缺和人类活动的不断增加，中长期水文预报与调度技术的研究与应用变得尤为重要。
中长期水文预报是指对未来一段时间（通常为月度、季度或年度）水文情势进行预测和分析。
利用中长期水文预报，可以为水资源规划、水电站调度、灌溉农业、抗洪抢险等提供重要参考。
然而，中长期水文预报的可靠性和准确性一直是研究者们关注的重点。
在中长期水文预报的研究中，首要任务是对水文过程进行深入分析和建模。
水文过程是指水分在大气、土壤和河流之间的转移和储存过程。
通过对水文过程的研究，可以建立复杂的数学模型，以模拟和预测未来时期的水文情况。
常用的水文过程模型有土壤水分模型、蒸散发模型和径流模型等。
中长期水文预报中，气象数据的准确性和时空分辨率对预报结果的影响至关重要。
常用的气象数据包括气温、降水、风速和湿度等。
目前，气象数据的获取途径主要有地面观测站、卫星遥感和气象模型等。
而气象模型通过对大气运动和能量平衡等方面的物理规律进行数值模拟，可以提供高时空分辨率的气象预报数据。
在中长期水文预报技术中，数据同化是一项关键技术。
数据同化是将观测数据和模式模拟结果进行信息融合的过程，通过数据同化，可以改善模式的预报能力。
数据同化技术的核心是卡尔曼滤波方法，其基本原理是对系统状态的动态更新和估计，从而提高预报精度。
除了中长期水文预报技术外，水资源调度技术也是应用广泛的关键技术之一。
水资源调度是指根据实际需求，合理规划和安排水资源的分配和利用。
水资源调度涉及到多个方面的问题，如水资源的需求预测、水资源的优化分配、水资源的保护和管理等。
现代水资源调度技术主要基于计算机模型和优化算法，通过对水资源系统进行综合分析和优化调度，达到提高水资源利用效率和保护水环境的目的。
浅谈中长期水文预报方法
浅谈中长期水文预报方法
鹿坤
【期刊名称】《贵州水力发电》
【年(卷),期】2004(018)002
【摘要】由于影响水文要素的各种因素十分复杂,中长期水文预报方法目前尚不够成熟,因此在做中长期水文预测时必须参考诸多因素,采用多种方法综合分析、合理取值;并应结合当地实际不断积累经验,进一步探讨中长期水文预报方法,以提高水文要素长期预报的精度.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】鹿坤
【作者单位】贵州省水文水资源局,贵州,贵阳,550002
【正文语种】中文
【中图分类】P456.2;P456.3
【相关文献】
1.中长期水文预报方法的应用 [J], 谭思源
2.中长期水文预报方法措施 [J], 李杨;黎光明
3.中长期水文预报方法的分析与展望 [J], 刘大海
4.浅谈中长期水文预报研究评述与展望 [J], 耿毅
5.中长期水文预报方法的应用 [J], 谭思源;
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《2024年中长期水文预报及调度技术研究与应用》范文
《中长期水文预报及调度技术研究与应用》篇一一、引言随着全球气候变化和人类活动的不断加剧，水资源的管理和利用已成为当今社会关注的焦点。
中长期水文预报及调度技术作为水资源管理的重要手段，对于保障水资源安全、合理配置和高效利用具有重要意义。
本文旨在探讨中长期水文预报及调度技术的研究现状、技术应用以及面临的挑战，并对其未来发展进行展望。
二、研究现状1. 水文预报技术研究中长期水文预报技术主要包括基于物理机制的水文模型、基于统计的水文模型以及二者相结合的混合模型等。
这些模型通过对流域水文循环的模拟和预测，实现对未来一段时间内水情、水量的预测。
近年来，随着人工智能技术的发展，深度学习等技术在中长期水文预报中得到了广泛应用，提高了预报的准确性和可靠性。
2. 水资源调度技术研究水资源调度技术主要涉及水资源的分配、优化和调度决策等方面。
近年来，多目标决策分析、优化算法等技术在水资源调度中得到了广泛应用，实现了对水资源的合理配置和高效利用。
同时，现代信息技术的发展也为水资源调度提供了新的手段和工具。
三、技术应用1. 水文模型的建立和应用建立精确的水文模型是进行中长期水文预报的基础。
通过对流域的地形地貌、气候条件、下垫面状况等因素的深入分析，结合遥感、地理信息系统等先进技术手段，建立水文模型。
这些模型能够模拟流域的水文循环过程，预测未来一段时间内的水情、水量等参数，为水资源调度提供依据。
2. 人工智能在水文预报中的应用近年来，人工智能技术在中长期水文预报中得到了广泛应用。
通过深度学习等技术手段，实现对历史水情数据的挖掘和分析，建立预测模型。
这些模型能够根据气象、地形等因素，预测未来一段时间内的水情变化趋势，为水资源调度提供科学依据。
3. 水资源调度决策支持系统水资源调度决策支持系统是一种集成了多种决策分析方法、优化算法和信息技术手段的系统。
该系统能够根据实时水情数据、气象数据等信息，结合流域的实际情况，进行水资源调度决策。
《2024年中长期水文预报及调度技术研究与应用》范文
《中长期水文预报及调度技术研究与应用》篇一一、引言随着现代社会的快速发展，水资源的合理利用和有效管理成为保障可持续发展的关键问题。
中长期水文预报及调度技术作为水资源管理的重要手段，对于提高水资源利用效率、减少洪涝灾害等方面具有重要意义。
本文旨在探讨中长期水文预报及调度技术的相关研究与应用，为相关领域的技术发展和应用提供参考。
二、中长期水文预报技术研究1. 水文模型建立中长期水文预报的基础是建立准确的水文模型。
该模型需要结合气象、地理、地貌等多种因素，综合考虑水循环过程、气候变化、人类活动等多重影响因素。
通过分析历史数据，建立合理的数学模型，为中长期水文预报提供理论依据。
2. 预报方法研究目前，常用的中长期水文预报方法包括统计方法、物理方法和混合方法。
统计方法主要是通过分析历史数据，找出数据间的统计关系，进行预报。
物理方法则是基于水文学原理，通过模拟水文循环过程进行预报。
混合方法则结合了统计方法和物理方法的优点，提高了预报的准确性。
三、调度技术研究1. 调度模型建立调度模型是水资源调度的基础。
该模型需要综合考虑水资源的需求、供给、水质、生态等多种因素，通过优化算法，制定合理的调度方案。
同时，还需要考虑调度过程中的不确定性因素，如气象变化、人类活动等。
2. 调度策略研究调度策略是水资源调度的关键。
根据不同的需求和目标，制定相应的调度策略。
如防洪调度策略、供水调度策略、发电调度策略等。
同时，还需要考虑调度过程中的公平性和可持续性，确保水资源的合理利用。
四、技术应用与实例分析1. 技术应用领域中长期水文预报及调度技术广泛应用于水利、农业、城市供水、电力等多个领域。
在水利领域，可用于防洪减灾、水资源配置等；在农业领域，可用于灌溉用水调度、农田排水等；在城市供水领域，可用于保障供水安全、优化供水调度等；在电力领域，可用于水电站发电调度等。
2. 实例分析以某河流为例，通过建立准确的水文模型和调度模型，结合先进的预报和调度技术，实现了对河流的精准预测和合理调度。
第一章 中长期水文预报
第一章 中长期水文预报
中长期水文预报方法
统计学方法 • 回归分析（单因素，多因素，线性，非线性） • 时间序列分析（趋势项、周期项、平稳项、随
机项）
第一章 中长期水文预报
§2 历史演变法
• 历史演变法，由气象专家杨鉴初50年代首先提
出的，是用某测站、某一水文气象要素的时序
3500
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第一章 中长期水文预报
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§2 历史演变法
• 最大最小可能性
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第一章 中长期水文预报
§3 周期叠加外推法
如黄河上游和松花江相邻两年年径流之和与前一年太 阳黑子数有对应关系，因为太阳黑子有一定循环周期， 因而年径流多年变化中也可能存在一定循环周期。
再如1960年代分析结果，长江汉口站最大流量多年变 化有55年主要周期，1989-90年代作分析，长江宜昌站 100年资料（1881-1980）分析汛期流量存在15年主周期。
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§2 历史演变法
• 持续性：连续上升或下降，升降超出距平某一数值后 将改变原趋势的特性。
• 升两年后必下降，上升到2500以上必然下降到平均线 以下；连续下降不超过四年；下降到900以下必上升
中长期水文统计预报方法研究及应用
中长期水文统计预报方法探究及应用概述随着气候变化影响的加剧，水文预报成为了保障国家水资源安全、水灾防治以及水资源的合理利用的重要手段。
中长期水文预报对于水利工程建设、水资源管理以及农业生产等领域具有重要意义。
本文通过探究中长期水文统计预报方法的理论基础、方法基本原理和实际应用，旨在提供关于中长期水文预报的探究进展与应用的全面了解。
一、中长期水文统计预报方法的理论基础中长期水文统计预报方法对于水文预报的准确性及可靠性具有重要影响，因此深度探究其理论基础是必要的。
目前，主要的水文统计预报方法包括频率分析、递归猜测、时空插值以及统计模型等。
其中频率分析是基于历史观测数据的分析方法，通过建立概率分布函数来推断将来水文变量的概率分布。
递归猜测则是基于水文时间序列的自回归特性进行猜测，适用于多个时间标准的预报。
时空插值方法是通过思量水文变量在时空上的连续性，利用已知观测点的信息推断未知地点的水文变量。
而统计模型则通过建立统计干系来猜测将来水文变量。
以上方法的理论基础对于中长期水文预报的方法选择和应用具有重要意义。
二、中长期水文统计预报方法的基本原理频率分析中，一个重要步骤是依据观测数据拟合分布函数，如常用的正态分布、对数正态分布以及Gumbel分布等，然后通过选择适当的频率进行预报。
递归猜测方法则是通过将历史数据与将来数据进行回归分析，建立水文变量的线性或非线性干系，利用此干系进行猜测。
时空插值法则依据已有数据的空间分布以准时间变化特征，选择合适的插值方法进行预报。
统计模型则依据已知的统计干系，利用参数预估等方法建立数学模型，通过模型进行猜测。
三、中长期水文统计预报方法的应用中长期水文统计预报方法在实际应用中广泛使用，具有重要的实际应用价值。
在水利工程建设中，中长期水文预报可以用于确定水源的储存容量，选择合适的供水方案，以及制定防洪和排涝措施。
在水资源管理中，中长期水文预报可以提前预判不同地区的水资源供应状况，合理打算用水规划，提高水资源的利用效率。
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浅谈中长期水文预报的方法
摘要：由于中长期水文预报对于水资源规划管理、水库及水电站调度具有的重要意义，其影响水文因素十分复杂，但中长期水文预报方法目前尚不够成熟，因此根据各种方法的优缺点及预测的依据进行综合分析，合理取值。
并应结合当地实际不断积累经验，并进一步指出将来中长期水文预报的进一步研究方向。
关键词：中长期水文预报预报方法水文要素
1 前言
中长期水文预报是根据前期和现实的水文、气象等信息，运用天气学、数理统计、宇宙-地球物理分析方法，对未来较长时间内水文情势做出定性或定量预报。
中长期水文预报具有较长的预见期，能够使人们在解决防洪与抗旱、蓄水与弃水及各部门用水之间矛盾时及早采取措施进行统筹安排，以获取最大的效益。
近年来，随着新的数学分支和计算机技术的发展，为中长期水文预报拓展了新的研究途径。
随着社会的不断发展，国民经济各个部门对水文预报提出的要求越来越高，要求水文部门能提供预见期长、准确性高的中期与长期预报，要求有定性分析及有定量的预报。
显然，积极开展中长期水文预报是非常必要的。
2 传统的预报方法
中长期的水文要素受天文、气象、地理等多因素的影响，是多个因素共同作用的结果，因此应从历史资料中挑选多个与预报要素具有物理成因相关的因子作为预报因子，通过统计分析等数学方法建立预报因子与预报因素间的定量或定性关系从而进行水文要素预报。
2.1 成因分析法
成因分析法主要侧重于水文现象物理形成过程的描述与分析。
它的主要思想是根据前期的大气环流特征以及表示这些特征的各种高空气象要素，直接与后期的水文要素建立起定量的关系进行预报。
成因分析法有以下几类:①应用前期环流进行预报；②应用前期海温特征进行预报；③根据太阳黑子相对数n年周期中的相位或分析黑子数与江河水量变化之间的关系，对后期可能发生的旱涝进行定性预测；④分析地球、行星、火山运动、臭氧的多少等与水文过程的对应关系，对后期可能发生的水文情况作出定性预估；⑤概率统计预报。
2.2 数理统计方法
在中长期水文预报中，数理统计方法占有显著地位。
应用数理统计方法从大量历史资料中去寻找分析水文要素变化的统计规律以及与其他因素的关系，然后应用这些规律来进行预报。
该方法又可分为单要素法和多要素综合法，其中单要
素法是通过分析预报对象自身随时间变化的规律作为预报的依据，如历史演变法、滑动平均法、周期叠加、时间序列分析法等；多要素综合法是从分析影响预报对象的因子中挑选出一批预报因子，建立其统计规律作为预报的依据，如多元线性回归分析、逐步回归分析、聚类分析、自然正交分解等方法。
3现代预报方法
水文过程是一个非常复杂的高度非线性过程，采用传统的数学方法进行预报时难以达到理想的效果，与实际应用的差距还较大，因此，迫切需要引入新的理论与方法以丰富水文中长期预报方法，以期提高预报精度并为实际生产服务。
随着人类对自然界规律认识的不断深入与现代科学技术的发展，涌现出了许多新理论与计算方法，丰富了传统的水文预报方法并为新预报方法的发展提供了必要的理论基础。
3.1 模糊分析方法
水文现象是一种自然现象，除具有确定性与随机性外，还具有模糊性，陈守煜等在水利、水文、水资源与环境科学领域中进行了模糊集的应用研究，并将模糊集分析与系统分析结合起来，形成了新的模糊随机系统分析体系，建立了模糊模式识别预测模型。
模糊分析方法的引进，丰富了中长期水文预报理论，但由于其信息带有明显的主观性，因此应用受到了一定的限制。
3.2 人工神经网络方法
人工神经网络（ANN）是对人脑若干基本特性通过数学方法进行的抽象和模拟，是一种模仿人脑结构及其功能的非线性信息处理系统。
人工神经网络按拓扑结构分为前馈网络、反馈网络和混合网络。
BP 网络是由Rumelhart和Mccullane 针对含有隐层的、具有非线性连续函数的多层前馈网络权值调整问题而提出的误差反向传播算法。
它是人工神经网络中最为重要的网络之一，也是迄今为止应用最为广泛的网络算法。
3.3 灰色系统理论方法
由于水文中长期预报内含的不确定性成份较多，如系统动力学本身的复杂性、变化的随机性以及人类认识的不完善性等，且各种成分难以严格区别，即部分信息清楚部分信息不清楚，基于这一事实，可以将水文过程看成一个含有灰信息和灰元素的多因素影响的灰色系统。
灰色系统理论的特点较适合于预报具有指数增长趋势的问题，将其应用于非线性变化的水文时间序列预报中则会受到一定的限制，该理论目前还在发展中，以期将来的研究能够更好的为水文预报服务。
3.4 混沌理论方法
混沌理论认为，客观事物的运动除平衡态、周期、准周期运动之外，还存在着一种更加普遍的运动形式-混沌运动，即一种由确定性系统产生的、对初始条
件具有敏感依赖性、永不重复的回复性周期运动。
大多数水文现象的运动特征都具有确定性的一面，又具有随机性的一面，应用混沌理论将能打破传统分析中单一的确定性分析和随机性分析，建立将两者统一起来的混沌分析法。
国内外文献表明，混沌理论在水文中的应用还只是进行了一些初步探索工作，大多数新方法还未涉及。
3.5投影寻踪方法
投影寻踪(PP)是统计学、应用数学和计算机技术的交叉学科，是用来分析和处理高维观测数据，尤其是非线性、非正态高维数据的统计方法。
它的原理是把高维数据按照一定的方向投影到低维子空间上，以投影指标函数来分析原始数据结构特征，并寻找使投影指标函数达到最优的投影值，以达到分析研究高维数据的目的。
它具有稳健性、抗干扰性和准确度高等优点，并且在水文预报方面的研究也起到了显著的成果。
3.6 小波理论方法
小波分析是源于Fourier(傅里叶)分析的新发展。
从时频分析的角度出发，任一水文序列均含有多种频率成分，每一频率成分都有自身的制约因素和发展规律，因此仅从水文序列本身出发构造模型，难以把握水文序列的内在机制，有必要对水文序列进行分频率研究，而小波分析方法正好提供了一种便利的时频分析技术。
3.7多元线性回归方法
在水文中长期预报中，由于影响因素的复杂性，需要考虑多个预报因子对预报对象的影响，并建立预报对象与预报因子间的线性方程，这就是多元线性回归。
多元线性回归是假定在各预报因子和预报量之间呈线性关系的情况下，使预报值和实测值之间误差达到最小，并认为未来是按这种关系发展，从而进行预报。
它是中长期预报的一个重要手段。
4 结论
水文过程是个很复杂的动态过程，水文预测既有确定性成分，也有随机成分，对应地，各预测模型也均有其各自的优缺点和不确定性，使得这些方法难以对整个水文过程进行有效地拟合和预测。
中长期水文预报时,应在分析当地水、旱情变化规律和水文要素采取多种预测方法, 可以考虑将各种预测方法进行组合，建立水文中长期预测方法，来提高水文过程的预测精度。