流域极端来水超长期预报技术

任务来源：

技术领域：水利信息化

技术来源：自主研发。发明名称：一种超长期水库来水预报的方法（ZL201510063701.4）。

技术原理

长期水文变化趋势主要受大尺度水文气象要素的影响，如天文背景、大气环流、海洋因素等。流域极端来水超长期预报技术从流域径流形成的物理机制出发，将影响流域径流形成的因素分为流域尺度因子、全球尺度因子、天文尺度因子，采用数理统计方法，挖掘三大尺度的单因子与流域来水规律，对流域来水进行定性预报；综合流域、全球、天文三大尺度预报因子，采用智能学习方法，融合多尺度因子信息，对流域来水进行定量预报；基于贝叶斯网络和人机交互信息融合方法，将单因子预报结果和多因子预报结果融合，定性预报结果和定量预报结果融合，综合辨识形成流域极端来水预报结论。

技术特色

（1）流域极端来水超长期预报技术是一成套技术体系，包括基于流域尺度的极端来水预报技术、基于全球尺度的极端来水预报技术、基于天文尺度的极端来水预报技术、基于智能学习的极端来水预报技术、基于信息融合的综合辨识技术。（2）融合流域尺度、全球尺度、天文尺度多尺度信息。（3）集成数理统计、智能学习多种预测方法。（4）单因子预报结果和多因子预报结果相融合、定性预报结果和定量预报结果相融合，综合辨识形成预报结论。（5）技术简单易懂，一线预报作业人员易掌握。

技术指标

（1）融合多尺度预报信息、集成多种预报技术、综合多维预报结果，系统辨识形成预报结论。（2）能够预报特丰、特枯等极端来水；预见期长，超过1年以上；定性预报合格率达到75%以上。

应用范围及前景

适用于水文预报、水库调度、水资源管理和开发利用等。自2007年研究丰满水库流域来水与天文因素（如太阳活动、日地月运行轨迹）的规律和特征开始，逐渐补充完善研究所需资料，将预测信息逐步扩展到大气环流、重大历史灾变、民间谚语等，将预测技术扩展由多种预报因子相互融合、多种预测方法相互补充、多种预测结果相互校核，形成流域极端来水超长期预报技术体系。经过多年的研究、探索和实践，该技术应用于东北地区、长江流域、汉江流域、丰满水库、新安江水库，取得较好的预报精度。典型应用案例：案例1：东北地区极端来水预测：运用该技术预测东北地区2013年、2017年有成灾洪水。实际情况是2013年丰满流域发生了70年一遇特大洪水；2017年第二松花江流域的温德河连续发生2次超100年一遇特大洪水，漂河、金沙河发生超50年一遇特大洪水。预报结论准确。案例2：长江流域极端来水预测：运用该技术预测长江流域2010年、2018年、2019年可能发生大洪水。实际情况是2010年长江上游嘉陵江支流渠江发生超历史纪录的特大洪水；2018年长江洪水（雅鲁藏布江中上游遭遇罕见洪水、发生150年来最高水位、发生1次堰塞湖事件；金沙江发生2次堰塞湖事件；岷江大渡河、沱江、涪江、嘉陵江上游发生大洪水或特大洪水；赣江中游支流蜀水发生超历史洪水；昌江干流、乐安河中上游、抚河支流宝塘水、相水、延桥水、信江白塔河、赣江支流乌江、孤江等发生超警洪水）、2019年长江中下游大洪水（湘江200年一遇特大洪水，洞庭湖区水灾；赣江10年一遇中等洪水，4次编号洪水，4条支流发生超历史洪水，鄱阳湖全面超警；岷江支流大渡河支流青衣江10年一遇中等洪水，2条支流达100年一遇，岷江支流渔子溪龙潭水电站因线路损毁致闸门不能提起泄洪致翻坝过流；大通站洪峰68400m³/s，与2018年论文发布预报72000m³/s，相差3600m³/s，误差5%），预报结论准确。案例3：汉江流域极端来水预测：运用该技术预测汉江流域2016年为枯水年。实际情况是汉江4—10月平均流量578m³/s，比多年均值减少47.8%，典型的枯水年。预报结论正确。案例4：丰满水库极端来水预测：运用该技术预测丰满水库流域2015年为枯水年。实际情况是丰满水库年总入库水量为76.7亿m³，来水频率为89%，为多年均值127.2亿m³的60.3%，属特枯水年。预报结论正确。案例5：新安江水库极端来水预测：运用该技术预测新安江水库2014年来水特丰。实际情况是2014年来水多20%，2015年来水多50%；丰水预报定性正确、特丰预报年份偏差1年，可公度法预报存在±1误差问题；预报结论基本准确。

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孟继慧

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