PDF《西辽河实时洪水统计预报模型》

8 水利水电技术 第35 卷2004 年第

8 期Water Resources and Hydropower Engineering Vol.

35 No.

8 http://www.paper.edu.cn 图1西辽河水系组成概化 本次进行西辽河水系预报系统模型开发时 ,根据麦新洪 峰预报通辽洪峰 ,根据通辽洪峰预报郑家屯洪峰 ;

根据 麦新和总办窝堡流量过程预报通辽洪水过程 ,根据乌力 吉木仁河上游的流量过程和下游区间雨量预报公德屯 的流量过程 ,再以公德屯和通辽的流量过程预报郑家屯 断面的洪水过程 ;

整个预报系统流程如图

2 所示. 图2西辽河控制断面洪水预报方案组成概化

2 洪峰要素预报

21 1 模型方法 上下游断面洪峰统计预报类模型可以统一表示为 Q下,t+τ = f ( Q上,t,Δ Q上,t,Q下 , t , Q区间 , P区间 , F0) (1) τ= f ( Q 上,t,Δ Q上,t,Q下 , t , Q区间 , P区间 ,其他因素) (2) 式中 , Q下,t+τ为待预报的下游断面的洪峰流量 ,在t+τ时刻出现;

Q上,t为上游断面的洪峰流量 ,发生在 t 时刻;

τ为上游断面洪峰传播到下游断面的时间;

Δ Q上,t为上游断面 t 时刻的流量增量;

Q下,t为下游断面 t 时 刻的流量 (相应流量) ;

Q区间为区间的入流影响 (如支 流汇入等) ;

P区间为区间的降雨影响;

F0为方程中没有 包含的其他所有影响预报变量的因素. 对于不同预报断面 ,分析其预报变量的影响因 素 ,分别采用相应的自变量组合建立预报方案. 考虑 到西辽河的资料条件 ,本次在实际建立模型时 ,联合 采用多元回归分析和经验相关图分析方法确定洪峰 预报相关线.

21 2 预报方案和结果 根据式(1) 、 式(2) ,结合通辽和郑加屯站的洪水特 性 ,建立的洪峰要素预报方案为 :预报通辽洪峰时采用 的是麦新洪峰的单因素方案 ,预报方程见式 (3) ,峰现 时间预报如图

3 所示 ;

预报郑家屯洪峰时采用的是通 辽洪峰和郑家屯同时刻流量的两因素方案 ,预报方程 见式(4) ,峰现时间按是否为首场洪水而分成两套方 案 ,如图

4、 图5所示. 图3相应流量法预报麦新至通辽洪峰传播时间 图4通辽 ― 郑家屯洪峰传播时间预报 (非首峰) 图5通辽 ― 郑家屯洪峰传播时间预报 (首峰) 通辽洪峰值预报方程 Q通辽 , t +τ =

11 23 Q麦新 , t +

8 (3) 郑家屯洪峰值预报方程 Q郑家屯 , t ≤

100 , Q郑家屯 , t +τ =

11 01 Q通辽 , t +

171 100 ≤Q郑家屯 , t ≤

300 , Q郑家屯 , t +τ =

11 17 Q通辽 , t -

64 300 ≤Q郑家屯 , t ≤

500 , Q郑家屯 , t +τ =

11 42 Q通辽 , t -

400 Q郑家屯 , t ≥

500 , Q郑家屯 , t +τ =

21 53 Q通辽 , t -

1 870 (4) 采用许可误差进行方案精度评定的结果表明 ,通 辽站方案洪峰的合格率为

93 % ,传播时间的合格率为

89 %;

郑家屯站方案洪峰的合格率为

89 % ,传播时间

9 梁忠民 ,等∥西辽河实时洪水统计预报模型 水利水电技术 第35 卷2004 年第

8 期 的合格率为

79 %;

均可用于作业预报.

3 洪水过程预报

31 1 模型方法 一个单(多) 输入、 单输出的线性动态系统模型可 统一表示为 Q ( t) =∑ K i =1 aiQ ( t - i) + ∑ M j =1 ∑ N ( j) i =1 bjiuj ( t - i) +ε t (5) 式中, Q( t) 为系统输出,例如预报断面在未来 t 时刻的流 量值;

uj ( t - i) 为第 j 个影响因素在 t - i 时刻的输入,如 上游断面的入流量、 区间降雨量等;

ai为模型参数, i = 1, 2, …, K,表示当前时刻( t) 系统的输出状态直接受到其前 K 个状态的影响;