基于GMM-HUP模型的改进水文不确定性处理器研究

为提升水文不确定性处理器边缘分布拟合精度不高和求解过程过于复杂的问题,基于高斯模型,提出改进的水文不确定性处理器。采用GMM模型进行实测和预报数据的函数拟合,通过正态分位数转化将不同分布函数选择问题变为GMM参数估计问题,简化HUP求解过程,得到精准水文径流预测结果。以某水文站径流为研究对象进行试验,结果表明:对比Gamma和P-Ⅲ分布,GMM-HUP模型拟合效果更优,求解速度快、预报更精准。研究结果为水资源管理决策提供了理论基础。

不确定性水文预报在三峡水库的应用研究

结合基于经典贝叶斯统计推断理论的MCMC(Markov Chain Monte Carlo)方法与多输入单输出模型,建立了不确定性水文预报模型,并将该模型应用于长江三峡水库,依据实验结果可得出以下结论:①较传统方法而言,不确定性水文预报可更好的避免由于模型的不确定性而引入的误差;②应用于三峡水库入库流量预报,实验结果表明预测流量可很好地覆盖实际观测流量,取得理想预报结果。

无资料地区水文预报(PUB)不确定性研究

针对无资料地区的水文过程模拟采用流量历时曲线率定法实现水文模型参数区域化,避开建立模型参数与流域特征值之间的相关关系,以流量历时曲线作为水文模型的拟合目标率定无资料地区参数。通过基于GLUE法的不确定性分析发现,相对于参数相关法,流量历时曲线率定法预报的不确定性对似然临界值取值更敏感,在高似然区不确定性更小,在低似然区则相反;优化调参通常更关注高似然区,因而应用流量历时曲线率定法推求无资料地区参数效果更好。

耦合整体预报不确定性的水电站短期优化调度模型

以确定性预报径流为输入的水电站短期优化,受到预报不确定性的影响,会导致制定的运行方案与实际执行结果产生偏离,造成弃水或出力不足风险。为此,从水电站短期发电计划的编制过程出发,为编制优化运行方案,分析预报径流序列不同时段之间预报不确定性的关联,从而将短期径流预报序列各时段的预报不确定性耦合为一个整体,创新性地建立耦合整体预报不确定性的水电站短期优化调度模型。同时基于所提出的新优化模型,以锦西水电站为例进行实例研究,分别从实际总发电量和贴近度两个方面分析与评价新模型在效益和风险两个方面的优势,并将所建新模型与传统的确定性优化模型进行比较。结果表明,相较于传统确定性优化模型,本文所建立的新模型能够有效增加实际发电量、提高发电计划可靠性,可为水电站短期发电运行的实践提供有效参考。

水文预报不确定性研究进展与展望

归纳了水文预报不确定性的来源与分类，综述了国内外对水文预报不确定性的研究进展以及相关文献、方法与模型，展望了水文预报不确定性研究的发展前景。水文预报不确定性始终存在并制约防洪调度决策的正确性，水文预报结果应该描述为概率的而不是确定的形式，概率水文预报实现了预报与决策的耦合。

水文预报不确定性的研究进展与展望

本文归纳了水文预报不确定性的来源与分类,综述了国内外对水文预报不确定性的研究进展以及相关文献、方法与模型,展望了水文预报不确定性研究的发展前景。水文预报的不确定性始终存在,并制约防洪调度决策的正确性,水文预报结果应该描述为概率的而不是确定的形式,概率水文预报实现了预报与决策的耦合。

基于贝叶斯理论的水文不确定性分析研究进展

水文过程受众多自然和人为因素影响,决定了其变化的极端复杂性,表现为确定性的动态规律与不确定性的统计规律共存。水文不确定性分析的理论和方法在认识水文规律中发挥着重要作用,其中贝叶斯作为一种主要理论方法在水文水资源相关问题的研究中得到了较广泛的应用。本文评述了贝叶斯理论在水文频率分析、水文预报、确定性和不确定性方法耦合等研究中的进展,对基于贝叶斯理论的水文不确定性重点研究内容进行了展望。

基于贝叶斯模型加权平均方法的水文模型不确定性分析

贝叶斯模型加权平均(BMA)方法是通过综合几个模型预报值的后验分布来推断预报量的更可靠概率分布分析工具。它不仅能提供一个综合的预报值,还能提供一个综合的预报区间。本文采用3个水文模型,统一用SCE-UA算法率定参数,得到3组不同的预报值用于BMA方法的综合,着重分析比较BMA和单个模型的预报不确定性区间,来检验贝叶斯模型加权平均方法是否能提高预报的可靠性。结果表明,BMA方法不仅能提高预报精度,还能推求出性质更为优良的预报区间,提高预报的可靠性。

水文预报不确定性的研究及进展

水文预报关系着防洪调度,关系着国家的长治久安,关系着百姓的生命安全,是一项至关重要的工作。由于受到内外部一些客观条件限制,水文预报始终存在着一定的不确定性。为此,文章根据国内外大量文献资料对水文预报不确定性进行了概述,并对其未来发展做出了展望。以期加快水文预定不确定研究进程,最大程度低降低水文预定工作的不确定性,实现水文预报与决策耦合。

基于Copula函数的多变量水文不确定性处理器

传统的水文不确定性处理器(HUP)属于单变量结构类型,只能独立地给出各预见期实际流量的贝叶斯后验概率密度,没有考虑它们之间的内在相关性。本文利用Copula函数推导了贝叶斯转移预报(BTF)方法中后验转移密度的解析表达式,提出了基于Copula函数的贝叶斯转移预报(CBTF)方法和基于Copula函数的多变量水文不确定性处理器(CMHUP),进而发展了基于Copula函数的贝叶斯极值预报(CBEF)方法,并应用于三峡水库入库洪水预报中。结果表明:所提方法实用有效,CBTF方法和CMHUP可以定量地评估三峡水库入库流量转移预报的不确定性,准确揭示了水文预报不确定性在时间上的演变特征,CBEF方法则提供了预见期时段内最大入库流量预报的不确定性信息。所提方法不需要进行线性-正态假设,能够很好地捕捉流量过程的非线性和非正态特征,适用范围更加广泛,对于支撑防洪减灾和水库运行调度具有重要的参考价值。

三峡库区中长期水文预报研究进展

高精度的中长期水文预报对三峡库区的防汛抗旱计划编制和发电调度安排具有重要指导意义。目前,国内外中长期水文预报的研究热点包括影响因素、预报方法和不确定性分析等方面。其中,中长期水文预报方法包括过程驱动模型、数据驱动模型和组合模型,本文分别对过程驱动模型和数据驱动模型的代表性模型基本原理及适用条件进行展开分析。并结合三峡库区水文气候条件和应用的预报方法,揭示三峡库区中长期水文预报的研究进展。同时展望下一阶段三峡库区中长期水文预报的研究应着重考虑的问题:(1)流域情势和径流变化成因;(2)预报方法可靠性;(3)预报过程不确定性。

综合多源不确定性的洪水概率预报试验

为探究多种不确定性因素综合影响下洪水概率预报的实现方法及其适用性,利用2003—2020年史灌河流域多场次洪水开展模拟试验,在量化降雨输入、模型参数及结构不确定性程度的前提下,基于MCMC(Markov chain Monte Carlo)方法融合各来源不确定性实现洪水概率预报,并分别基于覆盖率、确定性系数指标评估预报结果的可靠性及预报精度。结果表明:综合多源不确定性洪水概率预报的5%~95%置信区间,能够较为稳定也包络预见期内洪水发展变化过程,有效降低误报、漏报的可能性;均值预报结果所提供确定性的预报洪水略优于原始的单一模型预报结果,进一步提高了洪水预报成果的可靠性及参考价值。

三峡水库区间定量降水预报不确定性初探

在过去研究的基础上,对三峡水库区间流域随机降水模型与区间流域洪水预报模型耦合得到的模拟流量序列进一步研究,分析定量降水预报误差对水文预报结果的影响,得到区间流域定量降水预报不确定性的解析解;介绍了定量降水预报不确定性处理器(PUP),并且与区间流域随机降水模型进行比较分析。结果表明,两个模型的精度均高于确定性预报结果,且随机降水模型的精度要高于PUP。

三峡水库区间流域定量降水预报不确定性初探

在文献[10]的基础上，对三峡水库区问流域随机降水模型与区间流域洪水预报模型耦舍得到的模拟流量序列进一步研究，分析定量降水预报误差对水文预报结果的影响，得到区间流域定量降水预报不确定性的解析解；介绍了定量降水预报不确定性处理器（PUP），并且与区间流域随机降水模型进行比较分析，结果表明，两个模型的精度均高于确定性预报结果，且随机降水模型的精度要高于PUP.

新安江模型参数不确定性分析

以东苕溪流域和息县流域为例,运用基于贝叶斯理论的GLUE方法对新安江模型参数不确定性进行分析评价.结果表明,两个流域都存在大量"等效性"参数,不同的参数组能模拟出相同的效果,验证了GLUE方法的重要观点:模型模拟结果的好坏是由参数组合决定的.根据参数与似然值散点分布图,可将研究的7个参数分为不敏感参数(KG,KI,CG,CI)、敏感参数(CS)和区域敏感参数(K,SM)3类,通过计算90%置信度的不确定范围,可实现洪水概率预测的目的.

基于梯级水电开发的水文预报关键问题研究

针对流域大型梯级水电开发过程中的水文预报难题,提出了转换预报方法的思路。即从基础理论和实际应用情况出发,对水电站建设期水位预报的水位-流量关系法、水位系数法和调洪演算法的优缺点及适用条件进行分析;根据水电开发不同阶段造成的河道和下垫面的改变情势,提出了水文预报模型方案的相应转变措施。同时还分析了流域各梯级电站处于不同阶段水文预报各环节的逻辑关系,并给出了具体的工作流程结构。研究结论有助于实现梯级水库联合优化调度和洪水的资源化利用。

数字流域水文模型在柘溪水电站洪水预报中的应用

将数字高程模型(DEM)生成的数字高程流域水系模型(DEDNM)与新安江水文模型相结合构建数字流域水文模型,并将该模型应用于柘溪水电站的6个子流域进行产、汇流计算,所得子流域出口的径流过程与实际洪水过程进行拟合,制作洪水预报方案。结合流域现有遥测信息和实时校正技术编制了实时洪水预报系统。实时预报系统通过近1年的试运行表明该方案得到了成功应用,预报精度达到甲级标准。试运行期间依据该系统预报调度对大洪水进行了有效的错峰削峰,充分显示了水库的巨大防洪效益;洪水后期的拦蓄洪尾也为水库后期的保水抗旱提供了有力保障,增加了发电效益。

公伯峡水电站水情自动测报站网布设及水文预报方案编制

为实现公伯峡水电站水情自动化，根据李家峡至公伯峡区间流域的实际情况，研究了公伯峡水电站水文站、水位站、雨量站、遥测站和中心站的布设方案，设计了李家峡至公伯峡区间流域水情自动测报系统，编制相应的区间流域实时水文预报方案，为公伯峡水电站水情自动测报系统的建立提供依据。

电力系统水电厂水库水文预报工作的现状和发展

电力系统水电厂水库水文预报工作的现状和发展孙芹芳，裴哲义，任兆宏（国家电力调度通信中心）１引言水电厂水库水文预报是涉及水文、气象、地理、地貌等多学科的综合系统科学，是水库调度工作的主要内容之一，也是实现水电厂防洪安全和优化调度的基本手段。早在６０年代...

利用水文预报进行水电站水库汛期预报调度

充分利用水文信息是协调水库防洪与兴利之间矛盾的有效方法；在满足防洪安全的前提下，可以在未发生洪水时期抬高水库运行水位，在洪水入库以前将水库水位降至防洪要求的限制水位，从而提高径流式水电站的发电运行效益和调度水平。沙溪口水电站利用水文预报进行水库汛期预报调度效益显著。