基于可变集年径流预测方法.pdfVIP

水 利 学 报 2014年8月 SHUILI XUEBAO 第45卷 第8期 文章编号：0559-9350（2014）08-0912-09 基于可变集的年径流预测方法 陈守煜，薛志春，李 敏，刘冬梅 （大连理工大学 水利工程学院，辽宁 大连 116024） 摘要：年径流预测是水资源学科中的研究热点与难点，如何保证预测方法的科学性与预测精度的稳定性是研究的 关键问题。文中应用可变集的辩证法数学定理，引入辩证思维，提出年径流预测可变集方法新的研究途径。通过 实例与实测值比较分析，表明新的预测途径在满足一定预报精度要求的前提下，可以保证方法的可靠性与结果的 稳定性，具有广阔的应用发展前景。 关键词：年径流；预测新途径；可变集；辩证法数学定理；相对差异度 中图分类号：P333 文献标识码：A doi：10.13243/ki.slxb.2014.08.004 1 研究背景 年径流预测始终是水文水资源学科中的一项研究热点，对实行最严格的水资源管理、高效利用 水资源和实现水资源优化配置，具有重要的意义。由于水资源系统受大气环流、太阳活动、前期 水文气象要素和流域下垫面变化等众多物理因子的综合作用，年径流尚未达到从水文气象物理成 因途径给出满足实际需要的稳定的预测精度，因此年径流预测更是水文水资源学科中的一项研究 难点。 ［1-4］ 目前，国内外年径流预测方法就其理论基础而言，基本上可分为概率统计预测方法 、模糊集 ［5-9］ ［10-12］ ［13-14］ 预测方法 、智能预测方法 和其他类预测方法 四大类，大部分方法要求有较好的数学基 础，计算相对比较复杂，部分方法的理论基础有待进一步提高与完善，预测精度还不够稳定。近年 来，集对分析用于水文水资源学科，提出年径流集对分析相似预测方法［15-16］。2005、2007年笔者相 ［17］ ［18］ ［19］ 继提出可变模糊集 与可变集 ，2012年提出可变集的辩证法基本规律数学定理 ，并成功地用于 ［20］ ［21］ ［22］ ［23］ 洪水分类 、城市洪涝易损性识别 、水库调度优化决策 和水资源系统评价 等水文水资源学 科，将辩证思维引入工程技术领域。 水文中长期径流预报基于一系列前期影响因子的选取，在众多的影响因子中筛选出与径流变化 最相关的因子，合理描述径流变化与因子之间的相关关系，对径流的发生进行预测预报；在这种多 样本、多指标、复杂水文水资源问题的处理中，可变模糊集可以发挥其独特的理论与模型优势，为 工程实际中年径流预测问题的研究提供新的思路。本文将可变集的对立统一、质量互变、否定的否 定定理及其综合定理用于年径流预测，提出基于可变集的年径流预测方法，将辩证思维用于年径流 预测，预测结果的精度稳定可靠，同时与年径流智能预测方法进行比较分析。 收稿日期：2013-10-07 基金项目：国家自然科学基金资助项目 作者简介：陈守煜（1930-），男，浙江宁波人，教授，博士生导师，主要从事模糊水文水资源学、工程模糊集理论等研究。 E-mail：chensyccl@163.com 通讯作者：薛志春（1986-），男，山西吕梁人，博士生，主要从事水文水资源、洪水预报和工程模糊集理论研究。 E-mail：Xuezhichun2012@163.com — 912 — 2 年径流预测可变集原理 设有 n 年实测年径流组成的样本集合 y ，j = 1，2，⋯，n 。