中长期水文预报.doc

中长期水文预报的现状及未来

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
研究一直受到学术界和工程界的广泛关注。通过围绕其传统预报方法成因分析、数理统计方
法和时间序列分析技术,和其现代的人工智能预报技术,包括模糊分析、人工神经网络、灰色系统分析、等进行的全面介绍和评述,并指出将来中长期水文预报的进一步研究方向。

关健词：中长期水文预报；研究现状；不足；展望

引言
中长期水文预报，通常泛指预见期超过流域最大汇流时间，且在3d以上，la以内的水文预报。根据预见期的长短不同，可分为：中期预报（3d—15d）、长期预报（15d～la）、超长期预报（la以上）；根据预报内容不同，又可分为：径流预报、江河湖海水位预报、旱情趋势预报、冰情泥沙等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。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，如防汛抗旱的指挥和大中小型水利、水电、水运工程的兴建及运行管理等，都要求水文部门能提供预见期长、准确性高的长期预报。长期水文预报对于水库调度、洪水控制、发电、灌溉等水资源相关工作是至关重要的。总的来说，洪水灾害与水资源紧缺问题的日益加剧使得提高水文预报精度显得越来越重要。
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。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，如防汛抗旱的指挥和大中小型水利、水电、水运工程的兴建及运行管理等，都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；不仅要求有比较准确的短期预报，而且要求有预见期更长的中长期预报；不仅要求有定性分析，而且要求有定量的预报。显然，积极开展中长期水文预报是非常必要的。但是，中长期水文预报仍还处于探索、发展阶段。随着对预见期要求的增加，许多影响因素变化也增加了不确定性，因此预报的难度也加大了。贵州省在这方面做了一些工作，积累了一些经验。
中长期水文预报研究现状
水文预报对于水库调度、洪水控制、发电、灌溉等工作至关重要，是相关部门和管理者进行决策时的重要依据。因此作出准确的水文预报就显得尤为重要，为了提高水文预报特别是中长期水文预报的精度和可靠度，人们从不同方向并结合相应的学科知识，对中长期水文预报提出了许多方法。这些方法大致可分为传统方法和新方法两大类，前者主要有成因分析和水文统计方法，后者主要包括人工神经网络、灰色系统分析、模糊数学模型等方法。现分述如下：
一、传统方法、

1.1成因分析
①由前期大气环流形势预测后期水文情况
大气降水是河川径流的主要水源，而降水又与大气环流有着密切的联系。一个流域或地区发生旱涝是与大气环流联系在一起的。因此分析研究大气环流与水文要素之间的关系一直是水文气象工作者深入探讨的课题。大气环流具有全球性的特点，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指数和环流特征量作为依据。根据水文情势和环流的历史资料，概括出旱涝年前期环流特征的模式，由前期环流特征作为后群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，据此作出定量预报。
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，进行定量预报。
③利用太阳活动的某些信息进行预报
主要利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，定量预测后期可能发生的旱涝。例如刘清仁以太阳黑子活动为中心，以长期和超长期水文预报为目标，用数理统计分析方法，分析了太阳黑子和厄尔尼诺事件对松花江流域水文影响特征及其水旱灾害发生的基本规律，揭示了降水量按磁周期呈丰、枯水变化的规律。

1.2水文统计方法
水文统计方法是通过水文资料的统计分析进行概率预测。可分为两大类：一类是分析水文要素自身随时间变化的统计规律，然后用这种规律进行预报，如历史演变法、时间序列分析法等；另一类是用多元回归分析法，建立预报方案，进行预报。目前应用较广的水文统计预报方法主要有多元回归分析与时间序列两大类。
①多元回归分析
回归分析是流量中长期预报中应用最早、最广的方法的之一，其应用于径流