[发明专利]一种基于ECC后处理的梯级水库群入库流量联合预报方法

说明书

本发明公开了一种基于ECC后处理的梯级水库群入库流量联合预报方法，包括步骤：S1，收集流域基础信息；S2，集合降水数据校正；S3，获取梯级水库入库流量集合预报；S4，获取各水库各预见时段概率预报；S5，计算集合预报值对应的边缘分位数；S6，采用ECC法获取梯级水库群入库流量联合预报。本发明相较于传统入库流量预报方法，能够充分考虑预报的不确定性，并能够在消除预报系统误差的同时，保持原始入库流量集合预报的时空结构，并能够消除单变量集合后处理导致的突变、跳跃现象，使得预报结果更加符合实际流域产汇流规律，为流域梯级水库入库流量预报提供了一种新的科学途径。

技术领域

本发明属于水文预报方法技术领域，特别涉及一种基于ECC后处理的梯级水库群入库流量联合预报方法。

背景技术

我国近十年来加快了水利水电工程建设的进展，主要河流流域基本或即将形成梯级水库群格局。因此，我国大多数水库并非独立存在，而是处于梯级水库群这一体系之中，可谓“牵一发而动全身”。大规模水利水电工程的开发建设，也使得流域下垫面条件、流域河道地区产汇流条件发生了显著改变，各水库工程之间的相互影响已成为当前水库群运行工作中必须考虑的技术问题。

为充分挖掘流域梯级水库群的兴利减灾效益，学者们针对梯级水库群多目标联合优化调度开展了大量研究。郭生练^[1]和陈炯宏等^[2]基于大系统聚合分解协调理论，由梯级水库防洪目标和预报水雨情信息来确定“聚合水库”允许最大预蓄水量，再根据梯级水库的联系协调分配各水库的预蓄水量，在保证梯级防洪安全的情况下得到了有效提高梯级综合效益的联合汛期运行水位动态控制方案。李响等^[3]将入库洪水不确定性、风险分析与汛限水位动态控制域的确定过程有机结合起来，利用预泄能力约束法和Monte Carlo模拟方法推求三峡水库汛限水位动态控制域，有效提高了中小洪水资源利用率。实践层面，国家防总自2012年汛期至今，多次批复并通过了《长江上中游水库群联合调度方案》，充分表明了相关管理机构对于梯级水库群联合管理的关注和重视。由于流域防洪兴利高度依赖于准确可靠且具有足够预见期的入库流量预报，当前形势下的梯级水库群联合优化管理也对水库入库流量预报提出了更高的要求。

现阶段，我国洪水预报在实践中仍然以确定性预报为主，这种方法制约了对不确定性信息的分析利用，基于确定性预报往往无法作出最优决策，因此不利于流域兴利减灾工作的开展。近年来伴随数值天气预报的发展，耦合集合降水预报对流域开展不确定性水文预报已成为预报科学领域的前沿热点，世界许多国家和地区的流域管理机构已开始采用集合洪水预报系统作为决策支持，并采用统计后处理方法获取入库流量概率预报以描述预报结果的不确定性。段青云等^[4]采用贝叶斯模型平均法对集合流量预报进行后处理，获得了稳定可靠的概率预报结果，有效描述了预报的不确定性。刘章君等^[5]公布了一种集合降水预报与实时洪水概率预报的耦合方法，基于Copula与贝叶斯理论开展洪水概率预报，通过自回归模型进行误差实时校正。程春田等^[6]发明了一种计及径流预报不确定性的水库调度风险评估方法，其通过随机抽样获取入库径流集合，对预报不确定性进行考虑。现有方法技术仅能考虑单库的入库流量预报，对于梯级水库集合入库流量预报的后处理也必须单独进行，采用现有方法获得的入库流量概率预报可能造成各水库入库流量预报时空相关结构的丢失，出现不符合梯级水库流域特性的异常入库流量预报组合，对于梯级水库群联合多目标优化调度以及流域防洪工作的开展十分不利，存在较大缺陷。

背景技术中涉及的参考文献如下：

[1]郭生练,陈炯宏,栗飞,等.清江梯级水库汛限水位联合设计与运用[J].水力发电学报,2012,31(4):6-11.

[2]陈炯宏,郭生练,刘攀,等.梯级水库汛限水位联合运用和动态控制研究[J].水力发电学报,2012,31(6):55-61.