基于门限交互式回归模型的感潮河段潮位预报.pdfVIP

第46卷 第 8期 人 民 长 江 Vo1．46．No．8 2015年 4月 Yangtze River Apr．， 2015 文章编号 ：1001—4179(2015)08—0019—04 基于flPt~交互式回归模型的感潮河段潮位预报 马 天 儒 ，张 行 南 ，夏 达 忠 ，张 慧 (1．河海大学 水文水资源学院，江苏 南京 210098； 2．河海大学 水资源高效利用与工程安全国家工程研究 中心，江苏 南京 210098； 3．河海大学 水利水 电学院，江苏 南京 210098) 摘要 ：感潮河段水流情势复杂，河道冲淤多变，地形资料获取 困难 。依据潮位变化成因，结合统计分析方法 ，提 出利用 门限交互式回归模型 TIR对特征潮位进行预报。TIR模型将交互式 回归置于 门限类模 型框架 中，避免 洪潮要素综合过程 中线性叠加假定的限制和缺陷，同时考虑洪潮驱动要素的时空差异及潮位非线性变化特 征。依据 门限分段理论 ，针对特定潮位站 的不 同水位等级 ，分别建立 了不 同的潮位预报相关关系。将 TIR模 型分别应用于南京、镇江及江阴3个潮位站 ，结果表 明，各站预报效果 良好 。门限交互式 回归模型框架合理、 适应性强 、资料依赖程度低 、可获得较 高的预报精度 。 关 键 词 ：感潮河段 ；潮位预报 ；门限交互式回归；洪潮综合影响 中图法分类号 ：P338 文献标志码 ：A D0I：1O．16232／j．cnki．1001—4179．2015．08．005 感潮河段的洪水过程同时受上游河川径流和下游 直接因果关系中，影响因子 与 分别作为Y的直接 浅海潮波的影响 ，是复杂的周期性不恒定往复流动 ，河 决定 因素 ，互不影响，相互独立 ；而在调节 因果关系中， 道 内水文情势多变 ，具有高度非线性特征，潮位预报较 。 与 之间具有交互作用 ，存在单向调节或者双 向调 为困难 ¨ 。国内外很多学者提出了不同的潮位预报 节关系，也就是说 ，单个影响因子和预报对象之间的关 方法 ，主要包括水力学方法 、水文学方法 以及统计学方 系是变动 的，这种变动取决于其他影响因子 的取 法 。感潮河段洪水推进缓慢 ，流速大小方 向不定 ， 值 。 河道冲淤情况多变 ，使用水力学方法或水文学方法会 给预报工作带来一定困难。此外 ，水位流量关系复杂 ， 边界条件难 以确定，模型求解较为繁琐等因素也制约 相关方法在生产实践当中的应用 。利用 已有 的水位资 料 ，合理地描述洪潮要素作用机理 ，对特征潮位进行快 速准确的预报 ，是 目前感潮河段水情预报工作中急需 (a)直接因果 解决 的问题 。为此 ，本文构建 了一种新型潮位预报模 图 1 因果模型示意 型 ，以辅助防汛决策，满足生产实践需要。 因此 ，当影响因子 ：与 。共同作用于预报对象Y， 1 基本原理 且 ：对 具有调节作用时，需要构造交互方程来描述 这种作用 ，比较实用的处理方法是使用调节系数。 1．1 交互方程 首先，建立调节系数 与调节 因子 的函数关系 在 自然条件下，由于影响因素的复杂性，往往需要 ，。 考虑多个影响因子对预报对象的综合作用 。根据作用 = ) (1) 机理 的不 同，通常分为两类因果模型 ，如图 1所示。在 在不 同调节作