误差异分布概率预报模型在运河站洪水预报中的应用研究

分析运河站不同流量量级下洪水预报误差的规律特征,发现不同量级下洪水预报误差的均值和标准差存在显著差异,构建了预报误差的均值和标准差与流量大小间的分段线性关系。在此基础上,采用误差异分布概率预报模型推求了不同量级洪水条件下,以流量预报值为条件的“真实”流量的条件概率分布函数。据此流量预报条件分布函数,可获得流量的预报倾向值(50%概率对应的分位点,即中位数)和任一置信水平下的流量预报区间。运河站的应用结果表明,基于误差异分布概率预报模型提供的预报倾向值的精度整体要优于初始确定性预报结果,同时也提供了90%置信水平下的预报区间成果,丰富了运河站的洪水预报信息。

基于分位点回归模型的洪水概率预报方法

采用分位点回归模型分析洪水预报的不确定性,提供洪水预报倾向值(预报概率分布的中位数)和90%置信度的预报区间成果,实现了洪水概率预报。基于"精度-可靠性"联合评价指标对分位点回归模型计算的预报倾向值和预报区间成果进行了评估。在信江流域梅港站的应用结果表明:基于分位点回归模型提供的倾向值定值预报结果可进一步提升洪水预报的精度;同时该模型提供的90%预报区间结果具有较高的覆盖率(约90%)且离散度较小(小于0.20),表明预报区间以较窄的宽度包含了绝大多数的实测值,预报可靠性较强。

洪水概率预报评价指标研究

在分析现有洪水概率预报评价指标的基础上,建立了洪水概率预报的“精度-可靠度”联合评价指标体系.“精度”指标用于评价倾向值预报的准确性,包括确定性系数、相对误差等指标;“可靠度”指标用于评价区间预报的合理性,包括覆盖率、区间离散度等指标.其中,在“可靠度”评价指标中,提出了一个新的评价指标,即覆盖率判定系数,用以评价多个区间预报结果的整体合理性.以淮河王家坝区间流域为例进行应用研究,结果表明:“精度-可靠度”联合评价指标体系可以对洪水概率预报结果的合理性做出更全面的评价.

基于信息熵误差异分布模型的洪水概率预报方法

以大渡河流域大金站为对象,开展了基于信息熵误差异分布模型的洪水概率预报方法研究。挖掘了确定性水文模型预报的相对误差的统计规律,发现不同量级流量下洪水预报的相对误差存在异分布特征,服从不同的概率分布函数。基于极大熵和极小熵原则确定不同流量量级下预报相对误差的最优概率分布函数,进而采用不同的误差分布函数描述不同流量量级下的预报误差规律,并推导了以确定性模型预报值为条件的"真实"流量的分量级条件概率分布函数。根据不同量级对应的条件概率分布函数,可获得概率预报倾向值(如中位数预报)及任意置信度下的概率预报区间(如90%预报区间)。大金站的应用结果表明,概率预报模型提供的预报倾向值(中位数预报值)整体要优于原始的确定性模型预报值,同时概率预报模型提供的90%置信度下的预报区间可以涵盖绝大部分实测值,具有较高的可靠性。