水库中长期水文预报模型研究

摘要

中长期降雨径流预报作为水文预报的重要组成部分,对水库洪水调控和兴利调度均具有重要意义。由于中长期预报预见期较长,又受客观认知能力和技术水平的限制,以及众多不确定因素的影响,中长期水文预报的精度尚不能满足生产部门的需要。大量研究发现,在中长期水文预报中,关键预报因子的选择是提高预报精度的关键。因此,从形成径流的气象背景和物理机制入手识别预报因子,建立具有一定物理成因的预报模型,是现今中长期水文预报领域的主要研究方向。
　　 论文在综述国内外中长期水文预报的理论研究和科学实践的基础上,以南水北调中线工程水源地——丹江口水库为研究对象,从中期降雨预报、长期径流预报、贝叶斯概率预报以及概念性月径流模型等方面开展研究。
　　 论文首先分析影响我国汛期降雨的主要天气因素,阐明了丹江口水库控制流域降雨的大气环流系统和海温因素,为掌握流域降雨和径流的关键影响因子奠定基础。其次,利用物理分析与统计分析相结合的方法,遴选出具有物理成因背景的中长期预报因子,采用多元回归、逐步回归、神经网络等多种方法,建立中期降雨及长期径流预报模型,同时融合多种预报信息的基础上,构建了组合预测模型。为检验本文所建模型适用性,利用1980～2000年丹江口水库控制流域逐句面平均雨量及1968～2000年的逐月入库径流量进行模拟,2001～2006年流域逐旬面平均雨量及逐月入库径流量进行试报。结果表明,上述模型均可达到较高精度,其中组合预报模型效果最好,作为推荐预报模型。为了进一步分析降雨径流中长期预报结果中的不确定性,论文建立了贝叶斯概率预报模型,给出了一定置信度下的降雨径流预报区间。
　　 最后,基于水热平衡方程和流域蓄泄关系,概化径流、降雨、蒸发和流域蓄水量之间的关系,建立了丹江口水库控制流域三参数月水量平衡模型。结果表明,该模型具有较强的适用性,可以较好的模拟丹江口水库控制流域各分区及全流域的月径流过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状与发展趋势

1.2.1 确定性水文预报方法研究现状

1.2.2 概率水文预报方法研究现状

1.2.3 流域月水量平衡模型研究现状

1.2.4 中长期水文预报研究发展趋势

1.3 论文总体思路和主要内容

1.3.1 论文研究总体思路

1.3.2 论文研究主要内容

第二章 流域降雨天气系统背景分析

2.1 我国汛期降雨主要影响因素分析

2.2 丹江口水库控制流域降雨影响因素分析

2.2.1 水库控制流域基本概况

2.2.2 水库控制流域降雨影响因素分析

2.3 本章小结

第三章 水库中长期降雨和径流预报模型研究

3.1 预报因子遴选

3.2 中长期预报模型

3.2.1 多元回归模型

3.2.2 逐步回归模型

3.2.3 门限自回归模型

3.2.4 自回归分析模型

3.2.5 自适应自回归分析模型

3.2.6 神经网络模型

3.2.7 组合预测模型

3.3 预报实时校正模型

3.4 贝叶斯修正预报模型

3.4.1 概述

3.4.2 贝叶斯修正预报模型

3.5 本章小结

第四章 丹江口水库中长期水文预报分析

4.1 中期降雨预报模型

4.1.1 基础资料

4.1.2 预报因子遴选

4.1.3 预报模型建立及适宜性分析

4.1.4 预报结果分析

4.1.5 预报结果实时校正

4.2 长期径流预报模型

4.2.1 基础资料

4.2.2 预报因子遴选

4.2.3 模型的建立及适宜性分析

4.2.4 预报结果分析

4.2.5 预报结果实时校正

4.3 贝叶斯修正预报模型

4.3.1 中期降雨修正预报

4.3.2 长期径流修正预报

4.4 本章小结

第五章 丹江口水库控制流域月水量平衡模型研究

5.1 三参数月水量平衡模型

5.2 丹江口水库月径流模型建立

5.2.1 基本资料和数据处理

5.2.2 丹江口水库控制流域分区

5.2.3 模拟精度评定

5.3 模型应用及结果分析

5.3.1 分区域月径流量模拟结果分析

5.3.2 丹江口水库入库径流模拟结果

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢