考虑旱灾风险的水库分级分期旱警水位内涵与确定方法

水库蓄水是重要的抗旱应急水源,设定水库旱警水位是提高水库抗旱减灾能力的重要措施。本文基于已有成果,拓展旱警水位的概念与内涵,提出了轻旱、中旱等干旱典型年Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级与Ⅳ级分级、分期旱警水位的控制原则;将水库调度模型与计算农业需水量与需水过程的AquaCrop-OSPy模型结合,以农业生产因旱损失风险最小为目标,模拟不同等级干旱典型年在不同初始水位下的水库运行过程与农业生产因旱损失风险,并绘制农业生产因旱损失风险曲线;以损失风险等级分界点所对应的水库水位为分级旱警水位;采用AquaCrop-OSPy模型模拟多种灌溉方案下各典型年的农业生产,计算各月供水率与农业减产率的偏相关系数,来表示各月的需水敏感度,以此作为时段水量对冲和旱警水位分期的依据。以东庄水库为例,选择其供水区域内的主要农作物夏玉米与冬小麦进行了实例分析。结果表明:旱警水位的分级与分期控制反映了临界调控理论与水量的时空对冲调控;农业生产因旱损失风险变化曲线呈现连续、多拐点、三阶段的变化特征,东庄水库轻旱年旱警水位为Ⅳ级预警,中旱和重旱年为Ⅳ级、Ⅲ级与Ⅱ级预警,特旱年为Ⅱ级、Ⅰ级预警,旱警水位从时间上分为7—12月、1—4月和5—6月三期。

基于多模型随机组合的水文集合预报方法研究

准确、可靠的水文预报是水资源开发利用的基础。集合预报以概率或区间的形式表征预报的不确定性,是未来水文预报研究的重点发展方向。本文提出了一种基于多模型随机组合的水文集合预报方法。首先通过加权形式将多种预报模型进行组合;再采用多目标优化算法率定各成员模型权重的上、下限;最后在优化的上、下限内随机生成权重以构建集合预报。以汉江黄金峡水库中长期径流预报为研究对象,考虑月、旬两种预见期,构建了六种单一预报模型,采用非支配排序遗传算法对权重进行优化后得到集合预报样本。结果表明:所提方法能更好地反映预报的不确定性,且均值预报结果明显优于贝叶斯模型平均法和最优单一确定性预报方法,具有一定竞争力。