水利工程論文-潘家口水庫枯水期月徑流預報摘要：在分析研究流域氣候特征及枯季徑流來水規(guī)律的基礎上，用水文氣象方法和水文方法分別建立了枯水期月徑流預報模型。水文氣象方法是先挑選出與預報對象關系最好的氣象因子作為預報因子，據(jù)此建立預報模型和預報集成模型。水文方法是利用水文序列資料建立自回歸模型和多元遞推模型。用實測資料對預報模型進行了驗證，結果表明：預報精度令人滿意。關鍵詞：枯水期預報因子月徑流回歸模型1引言潘家口水庫是引灤工程的源頭，它位于灤河干流，壩址以上集水面積為33700km2，占灤河流域的75.3%。其徑流來源主要有天然降水，冰雪消融和地下水補給。近年來，由于氣候變化和人類活動的影響，導致流域內(nèi)三水轉化關系變化，地表徑流減少，水資源供需矛盾日益突出，特別是2000年龍年大旱，潘家口水庫水位降至死水位以下，顯露出水下長城，對天津、唐山地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來極其嚴重的影響。開展潘家口水庫中長期水文預報研究，對區(qū)域內(nèi)水資源統(tǒng)一規(guī)劃管理，水資源合理配置，開源節(jié)流都有著現(xiàn)實意義。2潘家口水庫枯季徑流基本特征潘家口水庫壩址以上流域內(nèi)主要水系有柳河、白河、興洲河、小灤河、螞蟻虹河、武烈河、老牛河和爆河，各水系的地理位置，地質(zhì)地貌特征和氣象條件各不相同，因此徑流補給也因地而異。流域內(nèi)降水的季節(jié)變化十分明顯，河川徑流變化亦隨季節(jié)而異，汛期徑流主要由同期降水補給，而降水的多寡則直接由氣象因素而定；在枯水期，流域內(nèi)降水量很少，徑流形成主要取決于流域蓄水的消退，影響流域蓄水消退的因素很復雜，而前期水量的豐、枯對枯季徑流起著重要的影響。不同季節(jié)來水量概率統(tǒng)計、不同季節(jié)來水量所占比例及概率統(tǒng)計、枯季月徑流及移動落后月相關系數(shù)見表1表3。表1不同季節(jié)來水量概率統(tǒng)計表（19312000年）從表1及表2可見，水庫來水量一個突出的特點是年際間變化大，年內(nèi)分配不均。年內(nèi)的來水量主要集中在79月，一般占全年來水量的40%70%，有的年份高達80%。據(jù)19312000年資料統(tǒng)計，水庫壩址以上多年平均徑流量為24.5108m3，枯水期（上年10月次年6月）最枯年份為19992000年，實測徑流量為2.18108m3，枯水期豐水年為19591960年，實測徑流量為17.65108m3，兩者相差8.1倍之多。由表3可見，從上年10月次年6月相鄰兩月及移動落后月徑流相關系數(shù)，相鄰兩月的相關系數(shù)一般在0.30.8之間，其信度都達到1%，一定程度上說明相鄰兩月的相關性還是比較高的；其移動落后相關隨著間隔月數(shù)的增加而相關系數(shù)和信度均遞減，說明月徑流間隔時間愈短相關程度愈好，反之則愈差。3預報方法根據(jù)研究流域的氣候特征及枯季月徑流來水規(guī)律，采用水文氣象方法和水文方法預報枯季月徑流。3.1水文氣象方法前期大氣環(huán)流特征對枯季月徑流有著重要的影響，而大氣環(huán)流可以通過500hPa和100hPa等壓面高度場來反映，另外，大氣環(huán)流的維持和變異則直接受到外界能源的影響，特別是海洋溫度的影響。結合潘家口水庫的水文氣象特征，本研究采用的氣候、氣象預報因子有：北太平洋海表溫度場；東半球月平均500hPa等壓面高度場；北半球月平均100hPa等壓面高度場；全國100個氣候站的月平均氣溫場。上述資料均來源于中央氣象局公開發(fā)行的氣候監(jiān)測公報，月徑流資料來源于水利部引灤工程局潘家口水庫。其中北太平洋海表溫度場資料地理范圍為00500N，1800E800W，網(wǎng)格距為5050；東半球月平均500hPa等壓面高度場地理范圍為100N500N，50E1800E，網(wǎng)格距為5050；北半球月平均100hPa等壓面高度場地理范圍為100N800N，100E00，網(wǎng)格距為100100。預報因子和預報對象的時間為上年10月次年6月；時域為1965年10月1999年6月（其中1965年10月1995年6月共30年作為歷史擬合期，1995年10月1999年6月共4年作為獨立樣本試報期）。3.1.1預報因子優(yōu)選與建模從上年10月開始，到次年6月為止，分別對上述四個水文、氣象要素場中每一個經(jīng)緯點的預報因子序列與預報對象系列作單相關分析，將單相關系數(shù)超過臨界值的所在的經(jīng)緯點預報因子系列提取出來作為預報因子。在計算過程中，通過調(diào)整相關系數(shù)臨界值，將初選因子控制在2030個左右，以利于保證計算精度。根據(jù)初選出來的預報因子，采用雙重檢驗逐步回歸方法建立枯季月徑流預報方程。數(shù)學表達式為：圖1欠奉4試報結果及方法評述4.1試報結果試報結果見表4、表5（因篇幅所限，僅列出19951999年水文氣象法和水文法試報結果）。由于對中長期預報精度國內(nèi)目前尚無統(tǒng)一的評定標準可借鑒，參照短期水文預報中乙級方案標準，以相對誤差30%作為合格標準進行評定，*表示在該標準下不合格。4.2方法評述從表4和表5可見，在試報的36個月中，水文氣象法僅有1個月不合格，而水文方法有6個月不合格，水文氣象方法比水文方法相對精度高。究其原因：一是水文氣象方法采用了能反映環(huán)流特征的氣象因子；二是采用了優(yōu)選因子集成的方法。水文方法是采用統(tǒng)計方法進行預報。一般統(tǒng)計預報方法的弱點是預報結果總是在預報對象的平均值上下波動，對于接近平均情況的年份往往預報效果較好，而對于防洪抗旱，生產(chǎn)調(diào)度有重要意義的極端情況則預報結果常常不能令人滿意。5結語本文根據(jù)潘家口水庫的氣候、氣象特征及枯季月徑流來水規(guī)律，對枯季月徑流預報進行了研究，建立了預報模型，試報效果較好。研究發(fā)現(xiàn)，