清江隔河岩水库概率洪水预报模型研究.pdf

第四部分拳串灾害预测毒转治 ·313· 清江隔河岩水库概率洪水 预报模型研究。 李超群鄯童练张谈 (武汉大学水资源与水利水电工稷科学国家重点实验室武汉430072) 摘要本文应用贝叶斯概率统计方法研究了水文预报的不确定性，编制了清江 腌河岩水库洪本预报模型，选取医闻流域鲍水文资斟对考虑水文预提不确定性的 撬率囊攫壤型遗暂摄{寸与检验，缭窭定簧姆概率浜拳舔挺鐾幕。结果表鹾，糕率 预报可显著攫簿潍永预报精度，弼时为游漠凌燕提供更多曲信惠与技术支转，实 现7预报与决策过程的有机耦台。 关键词 贝叶斯方法 概率洪水预报水文不确定性 清江隔河岩水库 1摄述 永是宝贵的自然资源，是社会协调袭展的关键因素。然fiii暴雨洪水的危害，造成了人 类社会的惨重损失。洪水预报技术作为一种非工程性措施所发挥的作用日益显著o]。洪水 预报需要水文、气象信息的输入，需要运用许多概化的统计模型与参数，同时由于其依赖 于对输入输出信息进行解释的专家们的判断o]，因此就决定了洪水预报必然存在不确定 性，综合考虑洪水硬掇的不确定性，对于究藩洪水预报理论以及提供会理的防洪次策，均 兵有重大意义。 涣承预报不确定健的来源主要有：骥戮参数优选误差、模戮结梅的不合理、模凌输 入(实测降水、蒸发等)的观测误差等。概率洪水预报就魁最大限度的利用预报过程 中的各种信息，以概率分布的形式描述上述不确定性，明确地向决策者提供洪水事件 文不确定性，预见期降水不确定性主要由窟量降水预报误盏所引起，除此之外的所有 不确定性炙承文不确定性}劳挺出员盱麓橇率木文预报系统BFS(BayesianForecasting System)，将羲觅麓降承不礁定与本文不雅定往分鞠董纯，熬器涎过全概率公式蒋魏者 耦台起来，褥到预报不确定性o“]。张洪剐等改进了水文不确态犍处理器，并与其建立 的三峡区间随机降水模型相耦舍，对长江三峡区问的洪水预报不确定性进行了 研究‘“。 * 基金项目；教薄雄辩掌技术研究重点项鞋(104204)。 痒者篱旁，李越嚣({981一)，簧，蒜麓茳势弃嘧笨A，硬±研究生+主簧藏枣木文鞭壤弭兖 ·314· 察与社套羟海发麓的箍互移嗨聂诈建 的历史雨洪资料与降水预报资料，编制清江隔河岩水库流域洪水预报方案，对上述水文不 确定性进行分析、爨化，给出了定量的概率洪水预报结果。 2 受叶斯概攀滋求预撮模型 贝盱斯概率洪承预报基于确定性水文模溅，对模型的输出避行分析与改进。该模型分 为预见期降水不确定性模型与水文不确定性模型，并假定两者相鬣独立。鉴于隔河岩水库 定量降水预报的精度及可获得性问题，本义仅就水文不确定性进行洪水预报不确定性 研究‘“。 释口j。其基本愚憨鲣下： 令丑。表示在骥报时麴已翔静实测澈黧。 {琏，k一1，…，K}为待预菝豹流餐， {Sk，k一1，…，K}为模拟流量，k，乳分别为H；，s。的实现饿。若不存在水文预报不 确定性，则应该有：hm一蹦但实际上h。≠s。，而是服从S。一轧的帑件下的某一概率分 布，在描述该不确定性之前先做以下假定： (1)假定实测流髓过程(Ht：女一1，2，…，K)服从一阶马尔科夫过程。 K)，(j磊一，，拜；)的联合分寿与(H。，H；)袋台努枣稳等。 根据以上两个缀怒，对于任意的时刻女与任意的观灏值H。一h。，通过全概率公式对 先验密度函数ge与似然函数^进行综合，可以求得预报流量s。的期望密度函数： 瓢。^／hu)一r州札／h¨^。)gm女／h。)dh^ (1) 檬据受卧麓方法，W以求得舅。在s。一如翡条件下静后验密发丽数： 掘小m扣熨!毪等学遄 (2) 通过亚高斯模型(Meta-GaussianModel)转化为正态分位数，在显性正态关系下， 推求后验分布，最詹通过Jacobian转换，NNNN窄_问的后验分带函数解析解一“： Ae=豢‰ Bt一翥糕