本發(fā)明涉及水文水資源預(yù)報(bào)調(diào)度，尤其涉及一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、徑流預(yù)報(bào)作為流域水資源管理的核心環(huán)節(jié)，其在防洪減災(zāi)、水力發(fā)電效益及農(nóng)業(yè)灌溉等方面尤為重要。在當(dāng)前水資源日益緊張與氣候變化加劇的背景下，高精度的中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)成為了指導(dǎo)水資源優(yōu)化配置、優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度策略及有效應(yīng)對(duì)防汛抗旱挑戰(zhàn)的關(guān)鍵工具。面對(duì)水資源管理的迫切需求與挑戰(zhàn)，國(guó)家對(duì)水資源高效管理與水庫(kù)智能調(diào)度要求不斷提升，對(duì)中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)的精度與可靠性提出了更高的要求。

2、氣候變化導(dǎo)致的極端天氣事件頻發(fā)，人類活動(dòng)加劇了徑流變化的不確定性，河川徑流變化頻繁，限制了傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法的適用性和準(zhǔn)確性。中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)領(lǐng)域的研究雖已取得一定進(jìn)展，但整體上仍處于不斷探索與完善的階段，相較于短期徑流預(yù)報(bào)，中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)在精度、時(shí)效性及滿足實(shí)際生產(chǎn)需求方面尚存在一定的差距。因此提高徑流預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性，作出較為精確的徑流預(yù)報(bào)，仍是當(dāng)前研究的重要方向和挑戰(zhàn)。

3、徑流預(yù)報(bào)領(lǐng)域內(nèi)多樣化模型與理論的蓬勃發(fā)展，為中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)研究提供了新的思路，但是每種模型和技術(shù)都有其優(yōu)勢(shì)與局限。為了滿足徑流預(yù)報(bào)精度的需求，仍需探索更為有效的預(yù)測(cè)方法，為中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)模型與方法提供技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，定義月徑流時(shí)程分配系數(shù)，匹配歷史年份相似徑流過(guò)程，實(shí)現(xiàn)月徑流旬尺度天然流量預(yù)測(cè)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法，包括：

4、s1、收集整理研究流域控制斷面長(zhǎng)序列水文徑流資料，包括日、旬、月、季、年尺度的水文站的流量數(shù)據(jù)和水庫(kù)站的入庫(kù)流量數(shù)據(jù)；

5、s2、針對(duì)任意節(jié)點(diǎn)，基于水量平衡原理，開(kāi)展徑流還原計(jì)算，將流域節(jié)點(diǎn)所在斷面以上的水庫(kù)群調(diào)度影響還原至所在斷面，獲得流域節(jié)點(diǎn)的天然徑流序列，具體為：

6、；

7、或；

8、其中，為斷面第時(shí)刻的天然流量，；為水文站斷面第時(shí)刻的實(shí)況流量；為水庫(kù)站斷面第時(shí)刻的實(shí)況流量；為第時(shí)刻斷面以上水庫(kù)群對(duì)斷面流量的影響量；時(shí)刻考慮傳播時(shí)間影響，即上游水庫(kù)群下泄流量分別于時(shí)刻傳播至斷面；

9、s3、針對(duì)任意節(jié)點(diǎn)年度、季度、月度的天然徑流序列，開(kāi)展來(lái)水頻率分析，確定豐、平、枯不同來(lái)水年份下，不同季度、不同月度的來(lái)水頻率，計(jì)算公式為：

10、；

11、其中，將不同年份或季度或月度按平均徑流由大到小的排序；為某一年份或季度或月度的序位；為進(jìn)行排序的年度或季度或月度的總數(shù)；為來(lái)水頻率；

12、s4、針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的天然徑流序列，分別計(jì)算每個(gè)月的月徑流在上旬、中旬、下旬的不同尺度的分配，將各月三個(gè)旬的分配比例定義為對(duì)應(yīng)月的徑流時(shí)程分配系數(shù)；

13、s5、以水文氣象預(yù)測(cè)獲得的研究流域某一斷面月尺度天然流量為基礎(chǔ)，根據(jù)所在年份、季度、月度的特征及與歷史年份的相似性，匹配歷史徑流序列的時(shí)程分配系數(shù)，獲得月徑流旬尺度分配方案，即各旬天然流量預(yù)測(cè)數(shù)值。

14、進(jìn)一步，所述s1中長(zhǎng)序列水文徑流資料，是指報(bào)汛數(shù)據(jù)或整編數(shù)據(jù)；如果存在整編數(shù)據(jù)，則使用整編數(shù)據(jù)；如果沒(méi)有整編數(shù)據(jù)，則使用報(bào)訊數(shù)據(jù)；不同尺度的數(shù)據(jù)中以日、旬、月尺度的整編或報(bào)訊數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，若不存在旬、月尺度的整編或報(bào)訊數(shù)據(jù)，則以日尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得旬、月尺度的補(bǔ)充數(shù)據(jù)，具體公式為：

15、；

16、；

17、其中，為某一斷面旬尺度天然流量，m3/s；為某一斷面月尺度天然流量，m3/s；為某一斷面日尺度天然流量，m3/s；分別為旬、月尺度內(nèi)所包含天數(shù)。

18、進(jìn)一步，所述s4中的徑流時(shí)程分配系數(shù)是一個(gè)多維向量，具體為：

19、；

20、其中，為某一斷面某一月份徑流時(shí)程分配系數(shù)；分別為某一月份上旬、中旬、下旬天然流量，m3/s。

21、進(jìn)一步，所述s5中的匹配是指預(yù)測(cè)對(duì)象與歷史徑流過(guò)程的匹配過(guò)程。

22、進(jìn)一步，一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括：至少一個(gè)處理器，以及與至少一個(gè)所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，

23、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的指令，所述指令用于被所述處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)所述的一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法。

24、本發(fā)明的有益效果為：針對(duì)研究流域，收集整理主要控制斷面長(zhǎng)序列水文徑流資料，包括：日、旬、月、季、年尺度的水文站流量數(shù)據(jù)和水庫(kù)站入庫(kù)流量數(shù)據(jù)，基于水量平衡原理，開(kāi)展徑流還原計(jì)算，獲得流域任意節(jié)點(diǎn)的天然徑流序列；開(kāi)展來(lái)水頻率分析，確定任意節(jié)點(diǎn)不同來(lái)水年份下，季度、月度的來(lái)水頻率；計(jì)算任意節(jié)點(diǎn)各月徑流上、中、下旬尺度的分配比例，定義該月的徑流時(shí)程分配系數(shù)；基于某一斷面月尺度天然流量，尋找相似特征歷史年份，匹配歷史徑流序列的時(shí)程分配系數(shù)，獲得旬尺度天然流量預(yù)測(cè)。匹配歷史徑流序列時(shí)程分配，獲得月徑流旬尺度分配方案，為水文氣象中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)提供重要技術(shù)支撐。

技術(shù)特征：

1.一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述s1中長(zhǎng)序列水文徑流資料，是指報(bào)汛數(shù)據(jù)或整編數(shù)據(jù)；如果存在整編數(shù)據(jù)，則使用整編數(shù)據(jù)；如果沒(méi)有整編數(shù)據(jù)，則使用報(bào)訊數(shù)據(jù)；不同尺度的數(shù)據(jù)中以日、旬、月尺度的整編或報(bào)訊數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，若不存在旬、月尺度的整編或報(bào)訊數(shù)據(jù)，則以日尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得旬、月尺度的補(bǔ)充數(shù)據(jù)，具體公式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述s4中的徑流時(shí)程分配系數(shù)是一個(gè)多維向量，具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述s5中的匹配是指預(yù)測(cè)對(duì)象與歷史徑流過(guò)程的匹配過(guò)程。

5.一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：至少一個(gè)處理器，以及與至少一個(gè)所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種計(jì)及時(shí)程分配規(guī)律的中期徑流預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，針對(duì)研究流域，收集整理主要控制斷面長(zhǎng)序列水文徑流資料，包括：日、旬、月、季、年尺度的水文站流量數(shù)據(jù)和水庫(kù)站入庫(kù)流量數(shù)據(jù)，基于水量平衡原理，開(kāi)展徑流還原計(jì)算，獲得流域任意節(jié)點(diǎn)的天然徑流序列；開(kāi)展來(lái)水頻率分析，確定任意節(jié)點(diǎn)不同來(lái)水年份下，季度、月度的來(lái)水頻率；計(jì)算任意節(jié)點(diǎn)各月徑流上、中、下旬尺度的分配比例，定義該月的徑流時(shí)程分配系數(shù)；基于某一斷面月尺度天然流量，尋找相似特征歷史年份，匹配歷史徑流序列的時(shí)程分配系數(shù)，獲得中期天然流量預(yù)測(cè)。匹配歷史徑流序列時(shí)程分配，獲得月徑流旬尺度分配方案，為水文氣象中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)提供重要技術(shù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：牛文靜,馮寶飛,李玉榮,馮仲愷,許銀山,曾明,陳芳,嚴(yán)方家,王正華,龔志惠,張馨月,彭凌,楊欣玥,簡(jiǎn)盛藍(lán),蒯沐欽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9