三峡水库水文气象预报不确定性及误差分布分析.pdfVIP

第46卷 第 21期 人 民 长 江 Vo1．46，No．21 2015年 11月 Yangtze River Nov．， 2015 文章编号 ：1001—4179(2015)21—0027—06 三峡水库水文气象预报不确定性及误差分布分析 许 银 山，李 玉荣，闵要 武 (长江水利委员会 水文局 ，湖北 武汉430010) 摘要 ：准确、及时的水文气象预报信息是水库实时预报调度的基础和技术支撑。基于长江水利委员会水文局 发布 的三峡水库历年短 中期入库流量预报成果，综合评定了预报精度和水平 ，分析 了降雨量级、落区及入库流 量级别等因素对预报误差的影响，比较 了正态分布和非参数估计两种方法用于估计预报相对误差概率密度 函数的效果。结果显示，采用非参数估计推求的概率密度函数与样本拟合程度高，可应用于三峡水库水文气 象预报 定量风 险管理。 关 键 词：水文气象预报；误差；概率密度函数 ；非参数估计；Parzen窗；三峡水库 中图法分类号 ：P338 文献标志码 ：A D0I：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．21．007 2010年 10月 26日，三峡水库蓄水至正常高水位 见期 ，然而受气象学科发展水平的限制 ，必然会使较长 175m，标志着三峡水库开始全面发挥 防洪抗旱 、发 电、 预见期 的水文气象预报产 品产生更大的不确定性。 航运、供水、生态等综合效益。准确、及时的水文气象 实时洪水预报的 目标为延长预见期和增加预报精 预报信息是三峡水库实时预报调度 的基础和技术支 度 ，而对于洪水模拟仿真来说 ，则要追求模型精度最高 撑 ，是科学化 、精细化调度的保障。由于影响因素的复 和不确定性最小 ，集合预报 、误差校正 、概率预 杂性及 自身学科发展 的限制，水文气象预报具有不确 报 等技术方法均被应用于水文预报中，以实现上述 定性 ¨ ，给实时调度也带来 了一定的风险，在临界防 目标。虽然 ，对水文预报误差进行统计分析 的研究较 洪水位附近的调度可能会增加长江中下游或者水库 自 丰富，但针对预报误差的概率分布特征并没有形成统 身防洪风险。因此 ，根据三峡水库试验性蓄水 以来的 一 的观念。D．R．Bourdin等提 出可以用正态分布描述 水文气象实况及预报成果，分析评价短 中期水文气象 水文预报误差的统计特征 ，并建立了水库入库流量 预报的可靠性及应用风险，可为三峡水库的科学调度 概率预报的集合预报系统。 《水文预报方法》推荐采 提供重要的技术支撑 ，以便其更好地发挥水库综合效 用正态分布作为误差分析 的基础 。左保河采用正 益 。 态分布和对数正态分布对洪水预报误差进行了分析 ， 不确定性是气象及水文预报 的基本特征 ，水文预 指出把降雨误差分布假定为正态分布 ¨。。，把区间人流 报技术虽然在不断进步 ，但其预报误差仍然无法避 误差看作对数正态分布基本合理 。刁艳芳等通过对部 免 。影 响因素的复杂性导致水文现 象的不确定性 分典型水库的洪水预报误差分布规律研究认为 ¨，在 难 以被认知与描述 ，不确定性 的来源一般包括水文模 我国湿润和半湿润地区洪水预报误差近似服从正态分 型的输入 、结构 、参数 、初始条件和边界条件等 。而 布。李致家等基于对洪水预报误差的统计特性和误差 对于大多数河流来说 ，人类活动是水文循环 的重要组 置信 区间问题 的研究，指 出洪水预报误差通常具有偏 成部分 ，对水文过程 的不确定性和水文预报的精度 概