第一章 中长期水文预报_图文_百度文库
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第一章 中长期水文预报
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0引言水库的水文情况会受到多种因素影响,因而在编制水文预报方案时要全面的考虑到这些变化因素,以提高水文预报工作质量。1中长期水文预报1.1意义中长期水文预报是指对河流的水位、河水的旱涝情况以及其径流量大小的通告,预报时间一般而言是在三天以上一年之内,这段时期需要对河流进行中长期的监控,观察河流流量各个位置的变化[1]。之所以需要预报河水的水位信息,是因为水文情况会受到各种因素的影响,例如大气环流。这些因素会导致河流水文信息出现变化,所以需要严格地做好水文预报工作。对于水库而言,中长期预报对于水库运用调度相关的工作有着重要的意义。水库管理人员需要掌握水文预报信息,这样就可以在合适的时间进行灌溉的工作,并且对于洪水防范工作有着重要的意义,因而可以看出水文预报对于管理人员而言尤其关键,水文预报所反映出来的信息是管理人员做出下一步方案的理论依据,因而需要提高水文预报数据的准确度,这样才能够充分发挥预期效果。一直以来,人们为了提高水文信息...&
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水库长期水文预报系统设计开发,必须以现有的水文气象资料数据库和预报平台为基础,符合国家有关信息技术和软件工程的设计规范、要求和国际通用标准,并且兼容水文气象部门的有关技术规范。在预报方法上,则需要以国内水文预报行业常用的成熟方法和国际上新研发出来的新方法相结合,为水库调度提供年、月等的水文预报系统。1预报对象本系统面向的预报对象包括:(1)次年逐月流量及年最大流量(时间)预报,发布时间为每年的6月10日和11月10日,要求按照7种方法月平均流量预报值+推荐值,共12个月,以及年最大流量预报值及出现时间。(2)下月最大(枯期最小)流量预报,发布时间为当月的10日和25日,预报结果:7种方法月极值流量预报值+推荐值。(3)当年汛期(6-9月)逐月流量及最大流量(时间)预报发布时间:3月1日预报结果:7种方法月预报值+推荐值,共3个月,汛期最大流量及出现时间,输出方式为独立窗口显示,预报结果存入气象水文中长期数据库,便于用户查询。本系...&
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中长期水文预报一般采用数理统计方法、天气学方法、非大气因子方法3个方法来编制。在此采用数理统计方法。数理统计方法大体分为单要素分析和多要素分析。多要素分析方法相关因素多,分析较为复杂,因而在此不作分析。本文只简单介绍单要素预报方法中的“周期迭加与周期分析法”。1个水文要素随时机变化过程线的外形尽管多种多样,但是总可以把它看成是几个具有不同周期的周期波重叠而成。其数学模型为:X(t)=P1(t)+P2(t)+……+Pn(t)其中:X(t)为水文要素的时间序列;P1(t)、P2(t)为周期波动的序列。这样,只要根据实测资料,分析出它含有的几个周期,并且假定这些周期在未来的一段时间内仍然保持不变,就可以根据分析出来的周期分别进行外延迭加而进行预报。这就是应用周期迭加进行预报的概念。显然,这个方法的关键是周期分析。1用方差分析法作周期分析的原理水文要素存在着周期性变化的事实,早已为人们所揭露。当然,由于水文要素的历史演变受到各种因素的影...&
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水库中长期水文预报系统的开发需要将水文气象预报平台和水文气象资料数据库作为开发的基本条件,并且要满足国际通用的标准和我国相关信息技术、软件工程设计的要求,同时还要符合水文气象部门的相关技术标准。在预报的方法方面,水文预报系统应结合国际上新研发的方法和我国水文预报行业常用的成熟方法,将年、月等的水文预报系统提供给水库调度。1建立预报模型库预报模型库的建立应按照《水文情报预报规范》的要求,从物理角度出发,中长期预报中常用的方法主要为统计预测和成因预测。统计预测是基于径流和径流影响因素的统计关系、成因的统计模型,成因预测是局域天气过程的演变规律、大气环流、流域下垫面物理情况的成因动力模型,是径流长期预测的发展趋势。从影响因素角度出发,中长期预报可以分为多要素预报和单要素预报。多要素预报方法主要是对外界各种因素对水文预报对象的影响进行分析,对预报对象和影响因素间的关系及变化的物理因素进行分析,使用数理统计方法进行预报模型的建立。单要素预...&
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1水文中长期预报存在的问题水文预报有不同的分类方法,按预见期长短可分为短期水文预报和中长期水文预报。凡预见期不大于流域汇流时间的称为短期预报,否则称为中长期水文预报[1],也有将中长期预报定义为预见期超过流域最大汇流时间且在3 d以上、一年以内的水文预报[2]。虽然目前进行中长期预报的方法很多,如应用较广的多元分析与时间序列分析[3]。但是对于实际预报来说,还没有一种通用的预报方法,每种预报的方法都有其局限性,在使用时必须对其使用条件加以论证与说明。此外水情受到各种随机因素的影响,如人类活动、气象环境、地理地貌等,大大增加了预报的难度以及复杂度,其运行规律尚不完全清楚。其复杂性主要体现在以下3点:(1)高度非线性。水文系统输入为降雨,输出为径流,整个过程中要经过复杂的过程,包括蒸发、下渗、产流、汇流等环节。过程中受到多种因素的影响,具有高度的非线性特征。(2)无法建立精确数学模型。径流的产生与变化受到许多复杂因素影响,许多因素或...&
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一、引言随着国家现代化管理要求,以及水资源开发利用和防洪保安的要求不断提高,国民经济各部门对水文预报提出的要求越来越高,不仅需要精确的短期洪水预报,也需要有预见期更长的中长期来水量预测,不仅需要定性预报,而且要求定量预报。从防洪抗旱指挥,大中小型水利、水电、水运工程的兴建、管理运行直至国防建设都要求提供预见期长、准确性高的中长期预报。中长期预报对防洪调度、水资源管理具有重要意义。但是由于中长期预报影响因素复杂,包括大尺度的大气环流、下垫面的持续变化、全球气人工智能方法等等。二十世纪五六十年候的变化等等,同时受到资料可得性代早期的中长期预报研究以成因分析为的限制,中长期水文预报精度远远不主,寻求预报变量与影响因子之间的关能满足国民经济发展的要求。系,试图从成因上弄清水文变量长期变由于预见期的增长,中长期水文化的内在规律,但是由于影响因子很多、预报在方法上无法利用实测降水资料且其包含较多的随机因素,如天文因子、并通过产汇流计算或应用...&
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地球定向参数(earth orientation parameter,EOP)[1-2]是指由极移、日常变化、章动和岁差构成的描述地球自转变化的参数。EOP表现了地固坐标系和瞬时天球坐标系的关系,极移参数作为地球的定向参数之一,在实现天球坐标系和地球坐标系的转换上有着十分重要的作用,而且对于卫星定轨、深空大地测量[3]、卫星导航等方面都发挥着不可或缺的功能。地球定向参数中还包含着丰富的地球动力学信息,所以研究极移参数对于地球物理学的发展有重要的帮助。目前,提供极移参数的有IERS(International Earth Rotation Service)、IVS等组织[4],极移参数预报的数据主要来源于GPS、VLBI[5]等观测值,预报极移参数的方法模型有最小二乘外推法、GM(1,1)、人工神经网络模型以及各种模型的组合模型,但是国际上的研究都主要集中在极移参数的短期预报上,不能满足深空探测器自主导航定位对这些参数长期预报结果...&
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正文/中长期水文预报
　　根据前期水文气象资料，用成因分析和数理统计方法，预测未来较长时期的水文状况。之一。通常称预见期在两周左右的为中期水文预报，15天以上一年以内的为长期水文预报，一年以上的为超长期水文预报。中长期水文预报的内容有：径流量、和河口的水位、冰情、河道及冲淤变化和旱涝趋势等。 　　水文情势长期变化的影响因素&　主要有：①。它决定着一个流域（或地区）的降水和的变化，影响的各个环节。异常的旱涝现象总与大气环流的异常联系在一起。②太阳活动。太阳辐射是大气运动和水文循环的能量来源，太阳活动的增强和减弱会引起大气运动状态的改变从而影响水文过程，使其发生相应的变化。如不少地区的旱涝灾害与的变化存在一定的对应关系。③下垫面情况。海洋表层水温异常会引起大气运动的异常,陆地表面状况的异常,也会影响大气环流的形势，从而影响水文过程的长期变化。④其他天文地球物理因素。地球自转速度的变化、火山爆发、行星相对位置等对大气环流和水文形势变化也有一定影响。⑤人类活动。人类活动不仅直接影响当地水文情况的变化，而且对水文过程产生间接影响。这些影响因素与水文过程的联系见示意图。
　　长期水文预报方法&　主要有：①由前期大气环流形势预测后期水文情况。大气环流有全球性的特点，因此主要采用北半球 500百帕月平均形势图或能反映主要环流特征的各种和环流特征量作为依据。根据和环流的历史资料，概括出旱涝年前期环流特征的模式，由前期环流特征作出后期水文情况的定性预测；或在月平均形势图上找出与预报对象关系显著的地区和时段,从中挑选物理意义明确、统计贡献显著的因子,用逐步回归或其他多元分析方法与预报对象建立方程，据此作出定量预估。②根据前期海温分布特征进行预报。海温的异常分布具有范围广、厚度大、持续时间长等特点，它往往是大气环流异常的先兆，能为长期水文预报提供信息。根据历史资料概括出旱涝年前期海温分布的模式后，可由前期海温分布特征对后期水文状况作出定性预估；或考虑时间与空间上的连续性，在关键海域和关键时段内挑选若干地点的海温作为预报因子，并与预报对象建立回归方程，进行。③利用太阳活动的某些信息进行预报。主要采用太阳黑子相对数来反映太阳活动的强弱。根据太阳黑子数11年周期的位相或分析黑子数的变化与江河水量变化之间的对应关系，定性预测后期可能发生的旱涝。④统计预报。有两大类：一类是多元分析，即把江河水量等预报对象作为随机变量，把分析得出的各个影响因素作为预报因子，然后应用回归分析或判别分析的方法对预报因子进行筛选，建立预报方程,进行预测。此外,为了客观分型、浓缩信息、简化计算等，还经常应用聚类分析、主分量分析、典型相关等方法作为数据处理的手段。另一类方法是时间序列分析，其原理是把预报对象作为一个离散化的平稳随机过程，应用自回归模型进行预测。考虑到水文序列的非平稳性，60年代前后主要采用的方法是，把水文序列分解成趋势项、周期项、平稳项，然后分项预测，叠加后得到预报结果。 　　中期水文预报方法&　主要有高空气象因素法，即当影响预报流域的暴雨天气形势出现时，在 700百帕形势图上分析和垂直上升运动等条件，选择能够反映这些条件的高空气象因素与后期发生的建立合轴相关图或预报方程，据此作出中期洪水预报。也可把上一旬的平均环流、前期水量和下垫面情况等因素与下一旬的水量建立回归方程，作出下一旬的水量预报。此外，时间序列分析中的自回归模型也已应用于中期预报。 中长期水文预报精度尚不高。大范围旱涝趋势的准确率较高，有一定参考价值。但定量预报误差较大，尚不能满足实际需要。对特大的洪涝和干旱还缺乏有效的预报能力,需要多学科共同协作,进一步查明影响水文过程各种因素的物理本质和它们的相互作用，特别是引起大旱大涝的环流异常状态及其演变规律，是提高中长期水文预报的关键。 　　参考书目 　长江流域规划办公室主编：《中长期水文气象预报文集》，第1集，水利电力出版社，北京，1979。&
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