西津水庫實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型

1、西津水庫實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型            摘要：論文結(jié)合西津水庫以上流域的地形地貌、水文氣象特征及水庫防汛調(diào)度的需要，將洪水預(yù)報(bào)模型、河道洪水演進(jìn)模型和實(shí)時(shí)校正模型相結(jié)合，建立了實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型。模型軟件與水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)于1998年初開發(fā)完成并投入應(yīng)用后，由于能及時(shí)獲取水、雨情信息，水庫在防洪、發(fā)電和航運(yùn)方面較為充分地發(fā)揮了綜合利用效能，取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：預(yù)報(bào)模型 洪水演進(jìn) 實(shí)時(shí)校正 綜合利用  1 流域概況西津水庫位于廣西橫縣縣城上

2、游5 km 處的西津村，是一座以發(fā)電、通航為主兼顧灌溉效益的大型水利樞紐工程。水庫壩址以上集水面積為80901km2，其中南寧以上集水面積為73301km2，占西津水庫壩址以上集水面積的90.6%；南寧西津集水面積為7600km2，占西津水庫壩址以上集水面積的9.4%。南寧上游宋村處分為左江和右江，左江發(fā)源于越南大涼山，全長為523 km，集水面積為 31500km2，占南寧以上集水面積的43.0%，占西津水庫壩址以上集水面積的38.9%；右江發(fā)源于云南省廣南縣，全長為629 km，集水面積為 37600 km2，占南寧以上集水面積的51.3%，占西津水庫壩址以上集水面積的46.5%。流域水系

3、及站網(wǎng)分布見圖2所示。3.1 洪水預(yù)報(bào)模型南寧西津的洪水預(yù)報(bào)采用目前國內(nèi)外有著廣泛應(yīng)用，在濕潤、半濕潤地區(qū)行之有效的三水源新安江模型1。 產(chǎn)匯流計(jì)算為了反映南寧西津流域內(nèi)水文氣象特征的差異，模型分單元面積計(jì)算。根據(jù)水情自動(dòng)測(cè)保系統(tǒng)在該流域內(nèi)設(shè)計(jì)的9個(gè)遙測(cè)雨量站網(wǎng)（南寧、五塘、邕寧、長塘、那樓、露圩、巒城、新福、西津），將流域分為9塊單元面積；單元面積出口與流域出口用河網(wǎng)連接，形成單元面積河網(wǎng)匯流系統(tǒng)；對(duì)每一塊單元面積分別進(jìn)行產(chǎn)流、匯流計(jì)算，計(jì)算出各單元面積的入庫流量過程；將各單元面積上的入庫流量過程線性疊加，即為南寧西津流域進(jìn)入西津水庫總的入庫流量過程。   &#

4、160;2007-04-29         模型參數(shù)模型參數(shù)的初值是以具有實(shí)測(cè)水文資料的東班江露圩以上流域作為代表性流域，經(jīng)模型驗(yàn)證，求得其參數(shù)后，在分析參數(shù)地區(qū)規(guī)律的基礎(chǔ)上將其移用于無實(shí)測(cè)水文資料的其它單元面積；分別以日資料和次洪水資料對(duì)全流域進(jìn)行模擬，比較實(shí)測(cè)值與計(jì)算值，優(yōu)選參數(shù)。優(yōu)選后的模型參數(shù)見表1。4 實(shí)時(shí)校正模型模型預(yù)報(bào)值與實(shí)測(cè)值（流量或水位，下同）之間往往存在一定的誤差，造成兩者間誤差的因素很多，若針對(duì)某一個(gè)單一的因素，它們是難于描述和預(yù)見的。實(shí)時(shí)校正是指在每次預(yù)報(bào)做出之前，根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)時(shí)信息，對(duì)預(yù)

5、報(bào)模型的結(jié)構(gòu)或參數(shù)或狀態(tài)變量或輸入向量或預(yù)報(bào)值進(jìn)行某種修正，使其更符合客觀實(shí)際，以提高預(yù)報(bào)精度。實(shí)時(shí)校正方法有許多種，主要與所選用的預(yù)報(bào)模型有關(guān)。更確切地說，主要與預(yù)報(bào)模型的“數(shù)學(xué)表達(dá)形式”及“算法”有關(guān)。對(duì)線性系統(tǒng)模型已有許多卓有成效的實(shí)時(shí)校正模型，如卡爾曼濾波、遞推最小二乘法、誤差自回歸模型等3。西津水庫實(shí)時(shí)校正模型選用遞推最小二乘法。 離線確定根據(jù)歷史上多場(chǎng)大、中、洪水的預(yù)報(bào)流量與實(shí)測(cè)流量的誤差過程分別建立方程組，用最小二乘法原理將其化為正規(guī)方程組，求解回歸系數(shù)。用上述方法求出的各組回歸系數(shù)分別進(jìn)行相關(guān)分析和方差分析，并用F值對(duì)整個(gè)回歸進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，判斷其線性關(guān)系是否顯著。經(jīng)檢驗(yàn)后確定

6、回歸系數(shù)。離線確定反映了回歸系數(shù)平均情況。南寧以上左、右江河段設(shè)有較多的遙測(cè)水位站，利用已獲得的實(shí)測(cè)流量或水位與預(yù)報(bào)值間的誤差信息，通過在線逐時(shí)段追蹤方法確定回歸系數(shù)；對(duì)預(yù)報(bào)的流量逐級(jí)逐時(shí)段進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。    5 應(yīng)用實(shí)例2001年7月上旬，受第3號(hào)臺(tái)風(fēng)榴蓮和第4號(hào)臺(tái)風(fēng)尤特的影響，珠江流域分別于7月14日、59日發(fā)生了兩次大范圍的降水過程，郁江及其上游左、右江暴發(fā)大洪水，其中右江發(fā)生超過歷史記錄的洪水，郁江干流出現(xiàn)建國以來的最大洪水2；2003年8月25日和9月5日郁江流域發(fā)生了兩次大的洪水。西津水庫實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型對(duì)2001年78月洪水和2003年兩次大的洪水進(jìn)行了連續(xù)預(yù)報(bào)。由于能及時(shí)獲取水、雨情信息，預(yù)報(bào)較準(zhǔn)確，水庫在防洪、發(fā)