[發明專利]一種自適應的流域中長期徑流預報模型架構方法

有效

• 申請號: 201711163861.1
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107992961B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 劉佳;李傳哲;王洋;王浩;田濟揚;于福亮;邱慶泰;王維;常凊睿;焦裕飛
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 成都余行專利代理事務所(普通合伙) 51283
• 代理人: 邢智勇

本發明涉及一種自適應的流域中長期徑流預報模型架構方法，該構架方法的目的在于根據預報流域特征將預報流域劃分成不同的子流域進行分區預報；建立不同子流域的預報因子集；對各個子流域采取集合預報的方法；并通過自適應方法調整預報方法中不同模型的參數；對子流域的預報結果采用河道演算方法得到最終的流域預報值；周期性檢驗預報結果的確定性系數以判定是否需要更新預報因子和預報方法的構成，使用該方法得到的徑流預報結果可為城市防洪或大型水庫入流預測提供可靠的依據。

技術領域

本發明涉及一種徑流預報架構方法，具體說是涉及一種自適應的中長期徑流預報模型架構方法。

背景技術

徑流預報屬于水文預報范疇,是應用水文學的一個重要組成部分,它是建立在掌握客觀水文規律的基礎上,預見未來徑流變化的一門應用科學技術,是水資源調度、水利防汛和抗旱科學實施的前提。徑流預報按預見期可分為短期徑流預報和中長期徑流預報,一般以流域匯流時間為界,凡預報的預見期小于或等于流域匯流時間的稱為短期預報,預報的預見期大于流域匯流時間的稱為中長期預報。其中,預見期在一天的為中期預報，預見期在一天以上,一年以內的為長期預報，超過一年的則為超長期預報。

中長期徑流預報就是據己知信息對未來一定時期內的徑流狀態做出定性或定量的預測。首先,對影響預報對象的降雨、海表溫度、大氣環流系統和天氣系統進行分析,遴選和確定物理機制強、相關關系顯著的預報因子,以及應用統計計算方法計算彼此的相關關系是否顯著。在此基礎上建立相應的預報模型,評價并優選出最優的預報模型。最后,通過模型的模擬和試報,分析模型的精度,同時對確定性預報結果進行不確定性分析,給出預報結果,從而應用于生產實踐。

準確的中長期徑流預報是提高水資源利用率、實現流域水電站優化調度運行和提高水電站經濟效益的重要保障。特別在電力市場改革的背景下，提高中長期預報精度和預見期，編制科學合理的流域梯級聯合優化發電計劃，對高效開展流域梯級水庫聯合調度工作尤為重要。

近年來隨著我們國家大型水利工程的不斷建設,對緩解水資源短缺,改善生態環境發揮了巨大的作用,徑流預報對這些重大的工程進行科學、合理、高效的水資源調度起到了至關重要的作用,充分發揮了這些水利工程的經濟效益、社會效益和生態環境效益,確保了工程建設目標實現。如何更準確的進行徑流預報是各項工程水資源運行調度管理中面臨的首要課題,也是決定各項工程成敗的關鍵問題之一。但由于人類活動，氣候變化等因素的影響，目前的預報系統在覆蓋范圍、預報因子等方面急需完善。特別是下墊面變化條件下，流域各個部分之間的產流機理也發生了相應的變化，忽略局部差異的方法模擬效果有所下降，此外，目前的組合預報方法缺乏權重的自我調整，也無法根據預報結果調整更新預報模型。

發明內容

本發明設計了一種自適應的流域中長期徑流預報模型架構方法，其解決的技術問題是目前的預報系統在覆蓋范圍、預報因子等方面急需完善，在預報過程中沒有針對中期預報和長期預報的差異構建不同的方法，沒有根據流域的不同子流域特點建立不同的預報模型，同時，預報模型本身缺乏自我評價和修改能力，無法及時更新模型組塊。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案：

1、一種自適應的流域中長期徑流預報模型架構方法，包括以下步驟：

步驟1、收集預報流域的基礎數據；

步驟2、基于所述基礎數據，運用線性回歸法建立年流量序列x(t)與其時序t之間的線性回歸方程，進而檢驗時間序列的趨勢性；

步驟3、將流域劃分成若干子流域；

步驟4、預報因子的識別；

步驟5、建立預測模型庫；

步驟6、通過確定性系數評判，在每一個子流域，對于物理成因法、水文統計法和人工智能三種方法，每種方法各選取一個確定性系數較高的模型，構成該子流域集合預報的組成；