王春青,陳冬伶
(黃河水利委員會(huì)水文局,河南鄭州450004)
黃河是我國(guó)西北和華北地區(qū)的重要水源[1]。為加強(qiáng)黃河水資源統(tǒng)一管理,有效緩解水資源供需矛盾,1998年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了“黃河可供水量年度分配及干流水量調(diào)度方案”和“黃河水量調(diào)度管理辦法”,授權(quán)黃河水利委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱黃委)負(fù)責(zé)黃河水量統(tǒng)一調(diào)度[2]。1999年3月黃委正式實(shí)施黃河水量統(tǒng)一調(diào)度,水量統(tǒng)一調(diào)度的河段是劉家峽水庫(kù)以下至河口干流河段,時(shí)段為當(dāng)年11月至翌年6月。2006年8月1日《黃河水量調(diào)度條例》頒布實(shí)施,黃河水量調(diào)度范圍從干流延伸到渭河、沁河等重要支流,調(diào)度時(shí)段由非汛期11月至翌年6月擴(kuò)展到全年。
徑流預(yù)報(bào)是水量調(diào)度的重要依據(jù)。黃河水量統(tǒng)一調(diào)度以前,黃河流域徑流預(yù)報(bào)主要為防汛服務(wù);水量統(tǒng)一調(diào)度以后,原有的面向黃河防汛的徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)已不能滿足黃河水資源統(tǒng)一調(diào)度的需要[1]。為此,1999—2001年依托治黃專項(xiàng)“黃河上中游徑流中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)系統(tǒng)(第一期)”,黃委水文局開發(fā)了黃河主要來(lái)水站(區(qū))非汛期徑流預(yù)報(bào)方案,初步建立了黃河主要來(lái)水站(區(qū))非汛期徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng),該系統(tǒng)可為黃河水量統(tǒng)一調(diào)度提供較為準(zhǔn)確、及時(shí)的徑流預(yù)報(bào),為確保1999年以來(lái)黃河下游連續(xù)不斷流做出了突出貢獻(xiàn)。2008—2013年依托“黃河水量調(diào)度管理系統(tǒng)(二)期”項(xiàng)目,黃委水文局利用近十幾年資料對(duì)原有的黃河主要來(lái)水站(區(qū))非汛期徑流預(yù)報(bào)模型參數(shù)重新進(jìn)行率定,修訂和完善了原有的徑流預(yù)報(bào)方案,開發(fā)了黃河主要來(lái)水站(區(qū))汛期徑流預(yù)報(bào)方案及重要支流渭河、沁河非汛期徑流預(yù)報(bào)方案,并建立了黃河中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)[3],為更加科學(xué)合理地實(shí)施黃河水資源統(tǒng)一調(diào)度提供了重要技術(shù)支撐。
圍繞黃河水量統(tǒng)一調(diào)度需求,黃河流域中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)主要包括汛期徑流預(yù)報(bào)和非汛期徑流預(yù)報(bào),非汛期徑流預(yù)報(bào)又分為干流徑流預(yù)報(bào)和支流徑流預(yù)報(bào)。
非汛期徑流預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容包括:每年10月中下旬做出黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))非汛期徑流總量、逐月平均流量預(yù)報(bào),黃河重要支流非汛期徑流總量、逐月平均流量預(yù)報(bào),同時(shí)提供花園口、華縣和武陟站當(dāng)年7月—翌年6月天然徑流總量預(yù)報(bào),作為黃委編制“黃河可供耗水量年度分配及非汛期水量調(diào)度計(jì)劃”的依據(jù);在實(shí)時(shí)調(diào)度期間,及時(shí)做出下月和旬徑流預(yù)報(bào),為編制月和旬水量調(diào)度方案提供依據(jù)。
汛期徑流預(yù)報(bào)主要是每月25日做出黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))下月平均流量預(yù)報(bào)。
黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))預(yù)報(bào)站點(diǎn)包括:唐乃亥、龍劉區(qū)間(紅旗+折橋)、劉蘭區(qū)間(民和+享堂)、河龍區(qū)間、華縣、河津+頭、黑石關(guān)、武陟。支流徑流預(yù)報(bào)主要包括渭河和沁河兩條支流,預(yù)報(bào)站點(diǎn)包括渭河的北道、楊家坪、雨落坪和華縣站,沁河的潤(rùn)城、五龍口和武陟站。
3.1.1 降水
降水是河道徑流的直接來(lái)源。黃河流域降水量年內(nèi)分配不均,汛期降水量占年降水量的60%~70%,非汛期降水較少,尤其11月—翌年3月降水量不足全年的10%。從唐乃亥以上區(qū)域汛期降水量與唐乃亥站汛期徑流量變化(見圖1)可以看出,徑流量與降水量的變化基本同步,唐乃亥站汛期降雨徑流相關(guān)系數(shù)達(dá)0.72。
圖1 唐乃亥以上區(qū)域汛期降水量與唐乃亥站汛期徑流量變化
4—6月,黃河流域降水量逐漸增大,其中蘭州以上降水量占年降水量的32%。4—6月降水量為影響徑流量的不可忽略的因素之一。
3.1.2 前期徑流
11月—翌年3月,黃河流域降水稀少,河川徑流主要由流域蓄水補(bǔ)給,前期徑流能較好地反映地下蓄水量的多少。11月—翌年3月黃河主要來(lái)水站(區(qū))各站平均流量與前月下旬流量相關(guān)系數(shù)平均為0.68,最高為0.93,而4—6月前后期徑流的相關(guān)系數(shù)明顯偏低,為0.34~0.67。說(shuō)明前期徑流是11月—翌年3月徑流的主要影響因素,4—6月徑流除了受前期徑流影響外,還受降水影響。
3.1.3 灌區(qū)耗水
隨著沿黃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,黃河流域灌溉面積和引耗水量呈逐年增大的趨勢(shì),農(nóng)業(yè)灌溉耗水量占流域耗水量的90%以上,灌區(qū)引水量已成為影響非汛期徑流的主要因素之一[2,4]。
3.1.4 水庫(kù)調(diào)度
隨著黃河流域的治理與開發(fā),黃河上中游地區(qū)修建了不少大中型水利樞紐工程。水庫(kù)的運(yùn)用改變了黃河徑流的天然屬性,對(duì)黃河上中游地區(qū)非汛期徑流影響比較明顯,特別是黃河上游龍羊峽、劉家峽水庫(kù)建成運(yùn)用對(duì)蘭州站的徑流影響非常顯著。此外,大夏河、洮河、湟水等支流各類大中型水庫(kù)的運(yùn)用同樣對(duì)非汛期徑流有不同程度的影響[2,4]。
3.1.5 氣溫
黃河上游唐乃亥以上區(qū)域氣溫對(duì)徑流的影響比較明顯。如2019年4月上旬黃河源區(qū)旬平均氣溫較常年偏高0.9~2.5℃;進(jìn)入4月中旬,氣溫回升更加迅速,旬平均氣溫較常年同期偏高4.0~5.0℃,其中達(dá)日氣象站4月中旬平均氣溫為3.4℃,為有資料以來(lái)同期最高。受前期降水偏多及氣溫迅速回升影響,4月中旬以來(lái),黃河源區(qū)冰雪消融較快,河道流量迅速增大,唐乃亥水文斷面4月中旬平均流量達(dá)500 m3/s,較常年同期偏多。
此外,黃河寧蒙河段由于處于黃河流域最北端,因此每年冬季都要結(jié)冰封河。封河期冰蓋阻水,河道流量減小,河道內(nèi)形成較大的槽蓄水增量;開河期,隨著冰的消融,槽蓄水增量釋放,河道流量逐漸增大。因此,冬季氣溫的變化對(duì)寧蒙河段及下游流量影響較大。
影響水文過(guò)程的因素十分復(fù)雜,既有氣候因素、地形地貌因素,又有人類活動(dòng)的影響,因此中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)一直是水文學(xué)研究的難點(diǎn)。以經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ),結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù),充分考慮徑流影響因子的物理意義,多種統(tǒng)計(jì)方法相結(jié)合是現(xiàn)代中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)的重要特點(diǎn)。
黃河中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)模型以提高預(yù)報(bào)精度為目標(biāo),從每個(gè)控制站點(diǎn)水文序列的影響因子和自身演變規(guī)律出發(fā),根據(jù)各站點(diǎn)不同時(shí)期、不同影響因素,選擇適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法,包括多元回歸分析法、門限回歸分析法、時(shí)間序列分析法等,分別建立徑流預(yù)報(bào)模型,并對(duì)模型的有效性進(jìn)行合理性檢驗(yàn),以建立最優(yōu)預(yù)報(bào)模型。
3.2.1 中長(zhǎng)期降水預(yù)報(bào)方法
降水是汛期徑流的主要影響因素,其時(shí)空分布直接影響產(chǎn)流量,同時(shí)非汛期4—6月黃河流域降水對(duì)徑流的影響程度加大,并居于主導(dǎo)地位。中長(zhǎng)期降水預(yù)報(bào)是中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)的重要支撐。
(1)長(zhǎng)期降水預(yù)報(bào)。黃河流域長(zhǎng)期降水預(yù)報(bào)主要采用天氣、統(tǒng)計(jì)和動(dòng)力相結(jié)合的預(yù)報(bào)方法。以影響降水的外強(qiáng)迫信號(hào)和降水歷史演變規(guī)律為基礎(chǔ),建立黃河流域長(zhǎng)期降水預(yù)測(cè)回歸模型,并將預(yù)測(cè)結(jié)果同數(shù)值預(yù)報(bào)模式的輸出產(chǎn)品進(jìn)行疊加,得到黃河流域長(zhǎng)期降水的趨勢(shì)變化預(yù)測(cè)。
(2)中期降水預(yù)報(bào)。黃河流域中期降水預(yù)報(bào)主要采用相似計(jì)算和概率預(yù)報(bào)相給合的方法。前者基于形勢(shì)相似和相關(guān)預(yù)報(bào)指標(biāo)相似,從歷史天氣系統(tǒng)庫(kù)中查找與當(dāng)前天氣形勢(shì)相似的樣本,繼而做出黃河流域中期降水預(yù)報(bào)。后者對(duì)降雨等級(jí)進(jìn)行分級(jí),統(tǒng)計(jì)某一天氣系統(tǒng)所造成的某一級(jí)降雨出現(xiàn)的概率。
(3)支流非汛期降水預(yù)報(bào)模型。采用前期降水量和大氣環(huán)流指數(shù)作為初選預(yù)報(bào)因子,利用多元回歸分析方法建立沁河、涇渭河3—6月各月降水預(yù)報(bào)方程。
3.2.2 非汛期徑流預(yù)報(bào)方法
(1)黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))非汛期徑流預(yù)報(bào)模型。在分析降雨徑流變化規(guī)律及影響因素的基礎(chǔ)上,進(jìn)行預(yù)報(bào)因子的篩選和參數(shù)率定,采用多元回歸分析、門限回歸分析和時(shí)間序列分析等多種方法,建立黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))非汛期徑流預(yù)報(bào)方案,包括非汛期徑流總量預(yù)報(bào)模型、非汛期月徑流預(yù)報(bào)模型和非汛期逐旬、月滾動(dòng)徑流預(yù)報(bào)模型。
預(yù)報(bào)因子的挑選是統(tǒng)計(jì)模型建模的關(guān)鍵。影響徑流的主要因子包括前期/上游徑流、前期降水、同期降水、氣溫、人類活動(dòng)耗水、大氣海洋物理量等,通過(guò)相關(guān)分析、相關(guān)系數(shù)計(jì)算篩選預(yù)報(bào)因子,預(yù)報(bào)因子的選取以相關(guān)系數(shù)高為原則,預(yù)報(bào)效果相同的情況下以預(yù)報(bào)因子最少為原則。
黃河流域非汛期徑流變化以退水為主,因此河道前期徑流量是非汛期中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)建模首選因子;隨著氣溫的逐漸升高,在有積雪(冰凍)存在的集水區(qū)域,2—4月的融雪(冰)過(guò)程也是影響徑流變化的重要因素;4—6月,黃河流域降水逐漸增多,降水是影響該時(shí)段徑流變化的又一重要因素。黃河上游唐乃亥站非汛期徑流預(yù)報(bào)模型見表1。
表1 黃河上游唐乃亥站非汛期徑流總量及非汛期逐月徑流量預(yù)報(bào)模型
(2)渭河、沁河主要站非汛期月徑流預(yù)報(bào)方法。隨著2006年《黃河水量調(diào)度條例》的頒布實(shí)施,黃河水量調(diào)度范圍從干流擴(kuò)展到重要支流,渭河和沁河是較早進(jìn)行水量統(tǒng)一調(diào)度的支流。黃河支流渭河和沁河徑流具有流量小、變率大的特點(diǎn),在分析徑流變化特點(diǎn)和主要影響因素的基礎(chǔ)上,建立了渭河和沁河主要站非汛期徑流總量預(yù)報(bào)方案、月徑流預(yù)報(bào)方案和逐月滾動(dòng)徑流預(yù)報(bào)方案等。
3.2.3 汛期徑流預(yù)報(bào)方法
汛期徑流變化受降雨影響強(qiáng)烈,受技術(shù)條件限制,目前很難提供整個(gè)汛期各來(lái)水區(qū)間降雨的定量預(yù)報(bào),僅靠定性或者降雨趨勢(shì)預(yù)報(bào)無(wú)法估計(jì)整個(gè)汛期來(lái)水狀況。流域降水主要受大氣環(huán)流等因子影響,因此從前期環(huán)流因子中挑選預(yù)報(bào)因子,建立黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))汛期徑流總量預(yù)估方案。根據(jù)中國(guó)氣象局提供的74項(xiàng)環(huán)流指數(shù),采用相關(guān)普查、物理意義分析等方法,遴選預(yù)報(bào)意義顯著的環(huán)流因子作為徑流預(yù)估的預(yù)報(bào)因子(見表2),利用多元回歸方法建立黃河上中游主要來(lái)水站(區(qū))汛期徑流總量預(yù)報(bào)模型:
式中:x′1為上一年 7 月南海副高北界(100E~120E);x′2為上一年9月北半球極渦強(qiáng)度指數(shù)(5區(qū),0~360);x′3為上一年9月亞洲經(jīng)向環(huán)流指數(shù)(IM,60E~150E);x′4為1月印度副高北界(65E~95E);x′5為1月大西洋副高北界(55W~25W);x′6為 3月北半球極渦面積指數(shù)(5區(qū),0~360)。
徑流總量預(yù)報(bào)方案的合格率為73%~94%,平均相對(duì)誤差為26%。
表2 入選環(huán)流因子與汛期徑流總量相關(guān)系數(shù)
汛期各站(區(qū))徑流總量及逐月徑流量預(yù)報(bào)方案采用多種方案相結(jié)合的方式:一是采用經(jīng)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)相關(guān)等方法建立以前期徑流、區(qū)間降水為主要因子的預(yù)報(bào)方案;二是采用天文氣象學(xué)方法,建立以氣象因子為主要因子的預(yù)報(bào)方案;三是對(duì)于華縣、黑石關(guān)和武陟站汛期徑流總量,建立以上一年度汛期徑流總量為因子的自回歸模型。
3.2.4 天然徑流量預(yù)報(bào)方法
天然徑流量指實(shí)測(cè)河川徑流量的還原水量,一般指實(shí)測(cè)徑流量加上實(shí)測(cè)斷面以上的利用水量(扣除回歸部分)。因此,可以根據(jù)實(shí)測(cè)徑流量預(yù)報(bào)和年度用水趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)水文斷面年度天然來(lái)水情況。此外,天然徑流量變化主要受降水、地貌、植被、土壤等自然因素影響,與大氣環(huán)流的演變和全球氣候背景的變化有一定關(guān)聯(lián),具有周期性和隨機(jī)性等特點(diǎn)。因此,采用實(shí)測(cè)徑流還原方法、時(shí)間序列分析及大氣海洋物理因子相關(guān)法相結(jié)合的方式建立天然徑流量預(yù)報(bào)模型。
3.3.1 黃河源區(qū)大尺度分布式徑流預(yù)報(bào)模型
2004—2006年,黃委水文局依托中荷合作項(xiàng)目“建立基于衛(wèi)星的黃河流域水監(jiān)測(cè)和河流預(yù)報(bào)系統(tǒng)”[3],開發(fā)了黃河河源區(qū)徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng),系統(tǒng)的核心為分布式水文模型。該模型是項(xiàng)目合作方聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際水利學(xué)院(UNESCO-IHE)研制的基于空間分布網(wǎng)格化的大尺度分布式水文模型,采用的網(wǎng)格尺寸為5 km×5 km。模型的輸入為能量與水平衡系統(tǒng)(EWBMS)推演的降雨、融雪、蒸散發(fā)及水文站網(wǎng)觀測(cè)的徑流量,也可以用站點(diǎn)預(yù)報(bào)降雨及蒸發(fā)處理成網(wǎng)格尺度的“有效降雨”作為模型的輸入,模型可用于黃河源區(qū)唐乃亥等站日徑流過(guò)程模擬預(yù)報(bào)。
3.3.2 中長(zhǎng)期徑流概率預(yù)報(bào)模型
2013—2016年,黃委水文局依托“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“黃河流域旱情監(jiān)測(cè)與水資源調(diào)配技術(shù)研究與應(yīng)用”,建立了唐乃亥站中長(zhǎng)期徑流概率預(yù)報(bào)模型,包括非汛期徑流總量、非汛期逐月滾動(dòng)及汛期徑流總量預(yù)報(bào)模型。
隨著預(yù)見期加長(zhǎng),影響中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)的因素逐漸增多,其預(yù)報(bào)難度及不確定性增大,為了定量研究黃河源區(qū)中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)的不確定性,采用貝葉斯預(yù)報(bào)系統(tǒng)(Bayesian Forecasting System,BFS)中的水文不確定性處理器(Hydrologic Uncertainty Processor,HUP),實(shí)現(xiàn)唐乃亥站中長(zhǎng)期徑流概率預(yù)報(bào)。
BFS最早由美國(guó)學(xué)者Krzysztofowicz提出,是一種通用的理論框架,能與任意確定性水文預(yù)報(bào)模型協(xié)同工作[5]。水文不確定性處理器是BFS的主要組成部分[6],用來(lái)分析除降雨之外的所有其他不確定性。其特點(diǎn)是,不需要直接處理預(yù)報(bào)模型的結(jié)構(gòu)與參數(shù),而是從預(yù)報(bào)模型預(yù)報(bào)結(jié)果入手,分析其與實(shí)測(cè)水文過(guò)程的誤差,再利用貝葉斯公式估計(jì)預(yù)報(bào)變量的后驗(yàn)分布,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)不確定性分析及概率預(yù)報(bào)。
中長(zhǎng)期徑流概率預(yù)報(bào)以1971年11月—2010年10月共計(jì)39 a(其中非汛期為11月—翌年6月,汛期為7—10月)相應(yīng)時(shí)段徑流量的確定性預(yù)報(bào)結(jié)果作為BFS-HUP概率預(yù)報(bào)模型的輸入,進(jìn)行模型參數(shù)率定;選用驗(yàn)證期(2010年11月—2013年6月)資料,進(jìn)行中長(zhǎng)期概率預(yù)報(bào)檢驗(yàn),對(duì)置信度90%的區(qū)間預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并給出流量概率分布的期望值預(yù)報(bào)結(jié)果(非汛期以實(shí)測(cè)流量的20%作為定值預(yù)報(bào)的許可誤差,汛期以實(shí)測(cè)值序列最大變幅的20%作為定值預(yù)報(bào)的許可誤差)。唐乃亥站率定期非汛期徑流總量概率預(yù)報(bào)置信度為90%的預(yù)報(bào)區(qū)間覆蓋率在84%以上(見圖2)。
圖2 唐乃亥站11月—翌年6月徑流總量概率預(yù)報(bào)過(guò)程線
黃河流域中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)是黃委水文局目前服務(wù)于黃河水量調(diào)度的主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括干流長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)、干流中期徑流預(yù)報(bào)、重點(diǎn)支流徑流預(yù)報(bào)、桃汛水量預(yù)報(bào)和資料管理5個(gè)核心模塊,下設(shè)二級(jí)子模塊,用于實(shí)現(xiàn)不同類型的預(yù)報(bào)功能、數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)功能。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見圖3。為滿足徑流預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)需求,系統(tǒng)具有降水徑流資料查詢處理、徑流預(yù)報(bào)制作、徑流預(yù)報(bào)結(jié)果顯示和保存打印功能。此外,還有流域站點(diǎn)簡(jiǎn)介等輔助功能。
黃河流域中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)緊密結(jié)合全河水量統(tǒng)一調(diào)度需求,在1999—2018年20 a的水量調(diào)度中,提供了準(zhǔn)確的年度水量預(yù)報(bào)和旬月徑流預(yù)報(bào),為黃河水量統(tǒng)一管理調(diào)度提供了重要依據(jù),對(duì)緩解水資源供需矛盾,確保黃河下游連續(xù)20 a不斷流具有重要意義,為維護(hù)黃河健康生命提供了有力的技術(shù)支撐,取得了明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
1999—2018年每年10月中下旬發(fā)布的花園口站年度天然徑流總量預(yù)報(bào)平均誤差為3.7%,最小預(yù)報(bào)誤差為0.6%。1999—2018年歷年花園口站年度天然徑流量預(yù)報(bào)與實(shí)況對(duì)比見圖4。
圖3 黃河流域中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
圖4 1999—2018年歷年花園口站年度天然徑流量預(yù)報(bào)與實(shí)況對(duì)比
2002—2003年度黃河遭遇有史以來(lái)最嚴(yán)重旱情,花園口年度天然來(lái)水量?jī)H282億m3,為歷史最少。黃委水文局在2002年11月準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了2003年1—6月黃河流域來(lái)水量為1950年以來(lái)最少,比多年同期均值偏少51%,水庫(kù)可調(diào)節(jié)水量只有35億m3,黃河水量調(diào)度面臨著自1999年實(shí)施全河水量調(diào)度以來(lái)最為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。根據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》第四十五條規(guī)定,黃委在征求沿黃?。▍^(qū))水利、電力部門意見的基礎(chǔ)上,編制完成了《2003年旱情緊急情況下黃河水量調(diào)度預(yù)案》并上報(bào)水利部。水利部在報(bào)國(guó)務(wù)院同意后以水汛[2003]138號(hào)文印發(fā)實(shí)施。該預(yù)案為新《水法》施行以來(lái)全國(guó)第一個(gè)由流域機(jī)構(gòu)編制的旱情緊急調(diào)度預(yù)案。水文預(yù)報(bào)為該預(yù)案的編制和審批提供了技術(shù)支撐和決策依據(jù)。在黃河水量緊急調(diào)度期中,黃委水文局及時(shí)提供調(diào)度期內(nèi)中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)精度較高,為緊急調(diào)度預(yù)案的成功實(shí)施提供了保障。
徑流預(yù)報(bào)是黃河水量調(diào)度的重要依據(jù)。隨著黃河水資源管理、調(diào)度工作的不斷深入,對(duì)徑流預(yù)報(bào)工作的要求將不斷提高,預(yù)報(bào)項(xiàng)目和時(shí)段增加,預(yù)見期延長(zhǎng),同時(shí)要求更高的預(yù)報(bào)精度。為適應(yīng)黃河水量調(diào)度新形勢(shì),徑流預(yù)報(bào)服務(wù)的能力與水平應(yīng)不斷提升,應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步努力:
(1)加強(qiáng)部門間的協(xié)作,擴(kuò)大預(yù)報(bào)和服務(wù)領(lǐng)域,構(gòu)建新的徑流預(yù)報(bào)模式。黃河水文情勢(shì)受人類活動(dòng)影響非常強(qiáng)烈,其徑流預(yù)報(bào)在很大程度上不僅依賴技術(shù)的發(fā)展,而且需要通過(guò)對(duì)人類活動(dòng)影響的分析和模擬來(lái)解決,這個(gè)過(guò)程非常復(fù)雜和難以把握。因此,需要建立一種新的徑流預(yù)報(bào)模式,即預(yù)報(bào)與調(diào)度部門之間多層次、全方位、交互式的信息交流與反饋。徑流預(yù)報(bào)輸入的信息除了常規(guī)的水文氣象信息,還要有流域引退水、管理部門的水利工程水量調(diào)度指令及實(shí)際執(zhí)行情況等各種人類活動(dòng)影響資料;預(yù)報(bào)部門除了提供常規(guī)的徑流預(yù)報(bào),還應(yīng)該對(duì)特定條件下可能出現(xiàn)的徑流形勢(shì)進(jìn)行分析預(yù)估,并通過(guò)信息交互及時(shí)對(duì)預(yù)報(bào)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)預(yù)報(bào)。這要求各部門之間建立良好的溝通渠道,及時(shí)交流、反饋各自的信息,以滿足調(diào)度與預(yù)報(bào)的需求。
(2)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究。20 a來(lái)預(yù)報(bào)部門雖然努力進(jìn)行了一些基礎(chǔ)研究,但是受多方面因素影響,研究尚不夠深入,很多問題尚待解決,因此必須加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,使黃河流域徑流預(yù)報(bào)工作不斷改進(jìn)和完善。
(3)關(guān)鍵技術(shù)和薄弱環(huán)節(jié)的研究。降雨預(yù)報(bào)是影
響徑流預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因子,尤其對(duì)于汛期,降雨預(yù)報(bào)精度與預(yù)見期直接影響徑流預(yù)報(bào)的水平。目前中長(zhǎng)期降雨預(yù)報(bào)在預(yù)報(bào)區(qū)域和預(yù)報(bào)時(shí)段上仍不能滿足徑流預(yù)報(bào)的需求,必須在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究,研制黃河流域各分區(qū)汛期、非汛期中長(zhǎng)期降水預(yù)報(bào)方法,使之能夠?yàn)橹虚L(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)提供更好的支撐。