韋廣龍 ，黎協(xié)銳 ，李必元

（1. 廣西南寧市水文水資源局南寧水文站，廣西 南寧 530008；2. 廣西財(cái)經(jīng)學(xué)院，廣西 南寧 530003；3. 廣西南寧市水文水資源局，廣西 南寧 530001）

0 引言

洪澇災(zāi)害是當(dāng)今我國(guó)最主要的自然災(zāi)害之一，已成為影響和制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素，防洪減災(zāi)的任務(wù)艱巨而迫切。而做好防洪減災(zāi)工作，洪水的預(yù)報(bào)預(yù)警在防洪策略中占有重要地位。

在多年的科研和實(shí)際防汛工作中，我國(guó)的洪水預(yù)報(bào)在基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)上取得了巨大成績(jī)，特別是“98 特大洪水”以后，洪水預(yù)報(bào)在預(yù)報(bào)方法、系統(tǒng)建設(shè)、作業(yè)管理及新技術(shù)應(yīng)用等方面有了新的進(jìn)展[1]。目前，比較成熟且應(yīng)用比較廣泛的洪水預(yù)報(bào)方法是基于大氣環(huán)流、海洋潮汐、各種地球物理因子和下墊面產(chǎn)流匯流條件等物理成因分析基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)方法，如新安江、馬斯京根模型等短期預(yù)報(bào)方法[2]。中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)與天氣氣候、氣象預(yù)報(bào)緊密關(guān)聯(lián)，而影響長(zhǎng)期天氣過(guò)程變化的成因極為復(fù)雜，且受各種不確定因子的制約，還與適用的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法或大數(shù)據(jù)分析理論有關(guān)，是國(guó)內(nèi)外尚屬探索中的課題[3]。

國(guó)內(nèi)在中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)方法的研究方面有許多文獻(xiàn)，如：湯成友等的《現(xiàn)代中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)方法述及其應(yīng)用》[4]，李崇浩等的《水文周期迭加預(yù)報(bào)模型的改進(jìn)及應(yīng)用》[5]，許定雄的《關(guān)于中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)方法的研究》[6]。有些文獻(xiàn)中利用方差分析周期外推方法，提出了改進(jìn)的正規(guī)化周期回歸模型，即利用非線性回歸消除模型的趨勢(shì)項(xiàng)，利用正規(guī)化方程組進(jìn)行方差分析，完成對(duì)周期項(xiàng)的識(shí)別提取，進(jìn)而利用趨勢(shì)項(xiàng)與周期項(xiàng)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)[7-8]。中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)主要有方差分析法、平穩(wěn)時(shí)序法、逐步回歸法、多因子分析法等方法，這些方法只能做出 1 個(gè)水位預(yù)測(cè)方案，同一種方法沒(méi)有用多個(gè)水位預(yù)測(cè)方案對(duì)比，由于沒(méi)有可比性，也就失去實(shí)用性。因此，探索一種能做出多個(gè)水位預(yù)測(cè)方案，既有高的預(yù)測(cè)精度，又有實(shí)用價(jià)值，且可信息化的中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)方法，即采用移動(dòng)步長(zhǎng)法和方差分析法進(jìn)行組合研究，以優(yōu)選分析方式形成移動(dòng)分析法，獲取年最高水位預(yù)測(cè)最佳方案，再計(jì)算中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)值。

1 方法創(chuàng)建

采用移動(dòng)步長(zhǎng)法把原年最高水位系列分成十幾到幾十個(gè)分系列，通過(guò)方差分析法計(jì)算得到年最高水位預(yù)測(cè)方案，經(jīng)過(guò)優(yōu)選對(duì)比法優(yōu)選方案，以優(yōu)選率高的方案作為年最高水位預(yù)測(cè)最佳方案，再以年最高水位預(yù)測(cè)最佳方案計(jì)算得到中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)值，由此創(chuàng)建移動(dòng)分析法。移動(dòng)分析法是在方差分析法的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，加入移動(dòng)步長(zhǎng)法和優(yōu)選對(duì)比法組合一體化的中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)方法。

移動(dòng)分析法采用電腦編程應(yīng)用軟件將原數(shù)據(jù)系列錄入，首先用移動(dòng)步長(zhǎng)法分成多組數(shù)據(jù)系列，然后用方差分析法計(jì)算模塊分別對(duì)各組數(shù)據(jù)系列進(jìn)行計(jì)算，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)系列的預(yù)測(cè)方案，再用優(yōu)選率模塊進(jìn)行各預(yù)測(cè)方案的合格率、準(zhǔn)確率計(jì)算得到優(yōu)選率，以優(yōu)選率進(jìn)行方案優(yōu)選，采用優(yōu)中選優(yōu)，從各分組數(shù)據(jù)系列優(yōu)選方案排列第 1～5 預(yù)測(cè)值，取5 個(gè)預(yù)測(cè)值的平均值為采用預(yù)測(cè)值。

1.1 基本概念

移動(dòng)步長(zhǎng)法是對(duì)某一事件已出現(xiàn)的數(shù)值系列，用設(shè)定的步長(zhǎng)移動(dòng)，按原序號(hào)建立相應(yīng)的數(shù)值系列N 的方法。

方差分析法又稱“F 檢驗(yàn)”，是對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢驗(yàn)方差相等的多個(gè)正態(tài)總體均值是否相等，進(jìn)而判斷各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響是否顯著的方法[9-10]，本研究是用于評(píng)價(jià)總變動(dòng)性來(lái)自每一變動(dòng)源中各分組顯著性的一項(xiàng)技術(shù)。根據(jù)影響試驗(yàn)指標(biāo)條件的個(gè)數(shù)可以區(qū)分為單因素、雙因素和多因素等方差分析。移動(dòng)分析法采用單因素方差分析。

1.2 基本依據(jù)

1.2.1 移動(dòng)步長(zhǎng)法

移動(dòng)步長(zhǎng)法的表達(dá)式為

式中：L 為移動(dòng)步長(zhǎng)；y 為移動(dòng)步長(zhǎng)遞增數(shù)，y = n +1（n = 0，1，2，3，4，5）。

1.2.2 方差分析法

方差分析的基本原理是認(rèn)為不同處理組的均值間的差別基本來(lái)源有以下 2 個(gè)：

1）實(shí)驗(yàn)條件。不同的處理造成的差異，稱為組間差異，用變量在各組的均值與總均值之偏差平方和的總和表示，稱為組間平方和，記為 SA，組間自由度記為 d1。

2）隨機(jī)誤差。測(cè)量誤差造成個(gè)體間的差異，稱為組內(nèi)差異，用變量在各組的均值與該組內(nèi)變量值之偏差平方和的總和表示，稱為組內(nèi)平方和，記為SE，組內(nèi)自由度記為 d2。

則總偏差平方和 ST= SA+ SE。

SA，SE除以各自的自由度（d1= k - 1，d2= n -k，其中 n 為樣本總數(shù)，k 為組數(shù)），得到組間均方 SA和組內(nèi)均方關(guān)系有 2 種情況：一種情況是處理沒(méi)有作用，即各組樣本均來(lái)自同一總體，≈ 1；另一種情況是處理確實(shí)有作用，組間均方是由于誤差與不同處理共同導(dǎo)致的結(jié)果，即各樣本來(lái)自不同總體，那么，（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于）。

相關(guān)公式主要有以下 2 種：

1）平均數(shù)公式。公式為

2）方差公式。公式為

或式中：S 表示這組數(shù)據(jù)的均方差。

1.2.3 方差分析的改進(jìn)

由方差分析改進(jìn)得周期迭加預(yù)報(bào)，周期迭加預(yù)報(bào)是中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)的一種實(shí)用模型[11]。針對(duì)該模型中用方差分析法無(wú)法處理而舍棄的最終殘余系列，提出最終余波概念及相應(yīng)的分析方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)最終余波的信息挖掘利用[12-13]。

一般而論，一個(gè)水文要素序列 X (t) 包含有趨勢(shì)成份 Pi(t)、周期成份 C (t)、相依成份 n (t) 和獨(dú)立隨機(jī)成份 ε (t)。具體計(jì)算公式如下：

式中：Pi(t) 為第 i 周期波；ε (t) 為誤差項(xiàng)；l 是 X (t)的 i = 1，2，3，…，n 中，n 的代用字母，l = n。

1.3 F 檢驗(yàn)

本研究在對(duì)西江流域南寧、崇左、龍州等水文站歷年年最高水位系列進(jìn)行周期顯著性普查時(shí)，采用 F 檢驗(yàn)。要分析南寧水文站歷年年最高水位序列的周期，就是要分析其中的周期成份 C (t) 項(xiàng)[14]。具體計(jì)算公式如下：

K 表示第 i 組的項(xiàng)數(shù)。

2 預(yù)測(cè)方案建立

2.1 方案條件

移動(dòng)分析預(yù)測(cè)方案建立主要滿足以下 2 個(gè)條件：

1）數(shù)據(jù)系列滿足 N ≥ 20 個(gè)樣本。技術(shù)要求每個(gè)方案大于等于 20 a 系列，以達(dá)到中長(zhǎng)期水位預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)系列代表性。

2）移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù)為 2 ≤ L ≤ 10。技術(shù)要求數(shù)據(jù)系列滿足建立 10 個(gè)以上的預(yù)測(cè)方案，目的是通過(guò)優(yōu)選方案，提高方案的合格率和準(zhǔn)確率。方法是用不同的移動(dòng)步長(zhǎng)進(jìn)行試算后，選擇優(yōu)選移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù)范圍。本方案設(shè)定最大移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L = 10，做 10 個(gè)方案，并需包括大、平、小水年。因此，每個(gè)方案大于等于 20 a 系列。

設(shè)定依據(jù)如下：根據(jù) GB/T 22482—2008《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》規(guī)定，編制預(yù)報(bào)方案所引用的水文資料，應(yīng)有足夠的代表性，一般不得少于 10 a 系列，并需包括大、平、小水年[15]1。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 分組數(shù)據(jù)系列計(jì)算

采用移動(dòng)步長(zhǎng)法，對(duì)原數(shù)據(jù)系列 N 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：hi為新系列開(kāi)始數(shù)；m 為原始數(shù)據(jù)系列開(kāi)始數(shù)；Li為移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù)（i = 1，2，…，9）；pi為新系列序號(hào)。

以南寧水文站 1936—2017 年年最高水位系列為例，按式 (8) 分別進(jìn)行移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù)（Li= 2，3，4，5，6）分系列計(jì)算，結(jié)果如表1 所示。

表1 南寧水文站 1936—2017 年年最高水位系列移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) 2～6 系列計(jì)算表

由表1 計(jì)算得到，南寧水文站 1936—2017 年年最高水位系列移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) Li= 2，3，4，5，6 分系列，分別是 32，21，16，13，11 個(gè)計(jì)算方案，根據(jù)中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)方案的要求，設(shè)定參與方案分析計(jì)算的數(shù)據(jù)為 20 個(gè)以上，確保方案的代表性和可信度。假設(shè)某個(gè)站從 1981 年起有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，則系列為1981—2017 年，共 37 a，采用移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L = 8，只有 1981—2017 年，1989—2017 年，1997—2017 年3 個(gè)方案，3 個(gè)方案難于作方案優(yōu)選，不能提高預(yù)報(bào)方案的合格率和準(zhǔn)確率。南寧水文站 1936—2017 年年最高水位系列的分系列預(yù)報(bào)方案在 10 個(gè)以上，每個(gè)方案均在 20 a 系列以上。

以南寧水文站 1936—2017 年最高水位系列，移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L1= 2 分系列進(jìn)行計(jì)算，共計(jì)算得 32 個(gè)方案，具體如表2 所示。

由表2 可得，Pi為新系列序號(hào)，南寧水文站1936—2017 年年最高水位系列移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L1= 2 分系列 hi，共 32 個(gè)系列方案，每個(gè)方案均在 20 a 系列以上。

表2 南寧水文站 1936—2017 年最高水位系列移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L1 = 2 系列計(jì)算表

采用方差分析法對(duì)南寧水文站 1936—2017 年年最高水位系列移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L1= 2，P = 27 的分系列進(jìn)行預(yù)報(bào)。分系列 h30= 1 936 + 2×27 = 1 990，即分系列為 1990—2017 年年最高水位系列，計(jì)算結(jié)果如表3 所示。

從表3 可得，1990—2017 年實(shí)測(cè)水位變幅 ΔZ =77.94 - 67.42 = 10.52 m，根據(jù) GB/T 22482—2008《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》，水位預(yù)報(bào)以實(shí)測(cè)變幅的 20%作為許可誤差，則許可誤差 = 20%×10.52 = 2.10 m。一次預(yù)報(bào)的絕對(duì)誤差的絕對(duì)值小于等于允許誤差為合格，否則為不合格，因此南寧水文站 1990—2017 年年最高水位方案合格率為 100%。2017 年年最高水位預(yù)報(bào)值為 70.47 m，實(shí)測(cè)值為 70.44 m，δ 為絕對(duì)誤差的絕對(duì)值，則準(zhǔn)確率 kz=（1 - δ/ΔZ）×100% =[1-（70.47 - 70.44）/10.52]×100% = 99.7%。

表3 中的 1，2，3 周期值計(jì)算方法，用 F 檢驗(yàn)公式對(duì)南寧水文站 1990—2017 年（28 a）年最高水位序列 X (n) 進(jìn)行周期普查，依次按 2，3，…，n/2進(jìn)行排列，分別計(jì)算 F 值，再?gòu)?2～n/2 中選取 F 值最大那個(gè)年，作為第 1 周期，同時(shí)組成 1 個(gè)序列。其次，將原序列減去該序列得到殘余序列，再重新上述步驟，普查 3 個(gè)周期。經(jīng)計(jì)算得：第 1 周期 l1=10，F(xiàn)1= 2.708；第 2 周期 l2= 9，F(xiàn)2= 3.421；第 3 周期 l3= 12，F(xiàn)3= 3.783。由此可知，F(xiàn) ＞0.5，則序列顯著存在周期。

對(duì)南寧水文站各移動(dòng)步長(zhǎng) L = 3～6 系列的方差分析預(yù)測(cè)計(jì)算，因計(jì)算方法相同，在此不列出。按照南寧水文站的計(jì)算方法，分別對(duì)崇左、龍州水文站各移動(dòng)步長(zhǎng) L = 2～6 系列的方差分析預(yù)測(cè)計(jì)算，分析預(yù)測(cè)計(jì)算成果表在此不列出。

表3 南寧水文站 1990—2017 年年最高水位方差分析法預(yù)測(cè)計(jì)算表

2.2.2 優(yōu)選率計(jì)算

移動(dòng)分析法采用優(yōu)選方式選出最佳預(yù)測(cè)方案、最優(yōu)預(yù)測(cè)值，因此，移動(dòng)分析法以水位預(yù)測(cè)方案平均合格率和預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確率計(jì)算優(yōu)選率。計(jì)算公式為

式中：Kc為方案優(yōu)選率；Kv為方案合格率；a 為合格率的優(yōu)選率加權(quán)數(shù)，a＝0.5～1.0；b 為準(zhǔn)確率的優(yōu)選率加權(quán)數(shù)，b ＝ 0.1～0.5。

按式 (9)，優(yōu)選率 Kc為 Kv和 Kz的算術(shù)平均值，即= 0.5 Kv+ 0.5 Kz，優(yōu)選率加權(quán)數(shù)a 和 b 都是相等的，即 a + b = 0.5 + 0.5 = 1.0。

根據(jù)移動(dòng)分析法以提高預(yù)測(cè)方案合格率為目的，為區(qū)分多個(gè)合格率相同（合格率 100%）的方案，在第 1 選項(xiàng)合格率之后，加入第 2 選項(xiàng)系列尾數(shù)預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確率作為評(píng)估參數(shù)，將 Kv和 Kz分別乘以優(yōu)選率加權(quán)數(shù) a，b，計(jì)算得到 Kc。本案例水位預(yù)測(cè)方案 Kv為主要份量，a 取值大于 0.5，b 取值小于 0.5，則選用方案 Kc計(jì)算比值系數(shù)為 0.6∶0.4 和0.7∶0.3。

分別計(jì)算 0.6∶0.4 和 0.7∶0.3 的平均優(yōu)選率Kc，并進(jìn)行比較，以 Kc大的作為優(yōu)選比值系數(shù)。

2.2.3 預(yù)測(cè)值計(jì)算

采用方差分析法計(jì)算得到各分組數(shù)據(jù)系列優(yōu)選方案的預(yù)測(cè)值，從各分組數(shù)據(jù)系列第 2～6 移動(dòng)步長(zhǎng)年方案各選 1 個(gè)優(yōu)選率最高、排序第一的方案預(yù)測(cè)值，計(jì)算 5 個(gè)預(yù)測(cè)值的平均值為年最高水位預(yù)測(cè)值。

3 應(yīng)用案例分析

以南寧、崇左、龍州 3 個(gè)水文站的年最高水位系列年為例，年最高水位系列年分別是 1936—2017 年，1954—2017 年，1946—2017 年，將年最高水位系列年按式 (8) 計(jì)算重組系列，采用方差分析法根據(jù) 3 個(gè)水文站年最高水位系列計(jì)算各個(gè)方案的合格率和準(zhǔn)確率。

在同樣條件下，采用移動(dòng)分析法分別建立南寧、崇左、龍州水文站年最高水位預(yù)測(cè)方案，采用移動(dòng)步長(zhǎng)法分別計(jì)算第 2～6 移動(dòng)步長(zhǎng)年年最高水位分系列，采用方差分析法（采用第 1～3 周期）計(jì)算第 2～6 移動(dòng)步長(zhǎng)年年最高水位分系列預(yù)測(cè)值，從而建立各分系列預(yù)測(cè)方案，根據(jù)最優(yōu)預(yù)測(cè)方案計(jì)算2018 年年最高水位預(yù)測(cè)值。

3.1 計(jì)算優(yōu)選率

根據(jù)南寧（1936—2017 年）、崇左（1954—2017 年）、龍州（1946—2017 年）3 個(gè)水文站年最高水位數(shù)據(jù)系列，采用移動(dòng)分析法計(jì)算，按優(yōu)選方案分別計(jì)算第 2～6 移動(dòng)步長(zhǎng)年的水位預(yù)測(cè)值。南寧、崇左、龍州 3 個(gè)水文站的水位變幅分別為 ΔZ1，ΔZ2，ΔZ3，計(jì)算如下：ΔZ1= 77.94 - 67.42 = 10.52 m（2001—2007 年），允許誤差 = 10.52 × 20% =2.10 m；ΔZ2=107.66 - 92.57 = 15.09 m（1987—2008 年），允許誤差 = 15.09 × 20% = 3.02 m；ΔZ3=126.09 - 111.25 = 14.84 m（1976—1986 年），允許誤差 = 14.84 × 20% = 2.97 m。

南寧水文站采用移動(dòng)分析法預(yù)測(cè) 2017 年年最高水位，優(yōu)選方案比值系數(shù)計(jì)算如表4 所示。

根據(jù)表4 中南寧水文站 2017 年年最高水位系列移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L = 2，P = 32 所得的成果，可分別得出移動(dòng)步長(zhǎng)數(shù) L = 2～6 的方案計(jì)算成果。

表4 中，從排列 1～5 的優(yōu)選率 Kc比較可知，按 0.6∶0.4 計(jì)算得出的優(yōu)選率 Kc比按 0.7∶0.3 計(jì)算得出的 Kc小，則計(jì)算得出的平均優(yōu)選率也比按0.7∶0.3 計(jì)算得出的值小，因此方案采用 0.7∶0.3計(jì)算優(yōu)選率 Kc。

按照南寧水文站的計(jì)算步驟，分別對(duì)崇左、龍州水文站各移動(dòng)步長(zhǎng) L = 2～6 的系列進(jìn)行優(yōu)選得到5 個(gè)優(yōu)選率排在第 1～5 名的系列方案，由于計(jì)算方法與南寧水文站相同，故成果在此不列出。

3.2 確定優(yōu)選方案

南寧水文站采用移動(dòng)分析法預(yù)測(cè) 1936—2017 年年最高水位，其中 1990—2017 年方案優(yōu)選率最高，Kc= 99.9%，排序第一，則選為最優(yōu)方案。

崇左水文站采用移動(dòng)預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè) 1954—2017 年年最高水位，其中 1993—2017 年方案優(yōu)選率最高，Kc= 98.4%，排序第一，則選為最優(yōu)方案。

龍州水文站采用移動(dòng)預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè) 1946—2017 年年最高水位，其中 1996—2017 年方案優(yōu)選率最高，Kc= 99.1%，排序第一，則選為最優(yōu)方案。

南寧、崇左、龍州水文站采用移動(dòng)分析法預(yù)測(cè)年最高水位優(yōu)選方案統(tǒng)計(jì)表如表5 所示。

由表5 可知，南寧、崇左、龍州水文站采用移動(dòng)分析法計(jì)算年最高水位時(shí)，按 0.7∶0.3 計(jì)算得出的 Kc最高。

4 優(yōu)選年最高水位預(yù)測(cè)值計(jì)算

從優(yōu)選南寧、崇左、龍州水文站第 2～6 移動(dòng)步長(zhǎng)年方案各選 1 個(gè)優(yōu)選率最高，排序第一的方案，取 5 個(gè)方案水位預(yù)測(cè)值的平均值作為水位預(yù)測(cè)值，計(jì)算結(jié)果如表6～8 所示。

表4 南寧水文站采用移動(dòng)分析法優(yōu)選方案 Kc 比值系數(shù)計(jì)算表

表5 南寧、崇左、龍州水文站采用移動(dòng)分析法預(yù)測(cè)年最高水位優(yōu)選方案統(tǒng)計(jì)表

表6 南寧水文站采用移動(dòng)分析法作 2018 年年最高水位優(yōu)選預(yù)測(cè)方案計(jì)算表

表7 崇左水文站采用移動(dòng)分析法作 2018 年年最高水位優(yōu)選預(yù)測(cè)方案計(jì)算表

表8 龍州水文站采用移動(dòng)分析法作 2018 年年最高水位優(yōu)選預(yù)測(cè)方案計(jì)算表

由表6～8 可知，南寧、崇左、龍州水文站采用移動(dòng)分析法計(jì)算得到 2018 年年最高水位，年最高水位預(yù)測(cè)值分別為 72.66，97.78，114.84 m。

5 預(yù)測(cè)方案評(píng)估

移動(dòng)分析法在南寧、崇左、龍州 3 個(gè)水文站中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)應(yīng)用，最突出的優(yōu)點(diǎn)是能提供多套水位預(yù)測(cè)方案優(yōu)選，經(jīng)優(yōu)選后得出最佳預(yù)測(cè)方案，并且預(yù)測(cè)精度高。

5.1 預(yù)測(cè)年最高水位

采用移動(dòng)分析法進(jìn)行南寧、崇左、龍州 3 個(gè)水文站 2018 年年最高水位的預(yù)測(cè)，由表6～8 可得年最高水位，最高水位精度統(tǒng)計(jì)表如表9 所示。

根據(jù) GB/T 22482—2008《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》，預(yù)測(cè)值準(zhǔn)確率大于等于 80.0% 為合格，否則即為不合格[15]5。由表9 可得，南寧、崇左、龍州水文站年最高水位優(yōu)選方案預(yù)測(cè)值準(zhǔn)確率均大于 80.0%，為合格。

南寧、崇左、龍州 3 個(gè)水文站采用方差法預(yù)測(cè)2018 年實(shí)測(cè)年最高水位統(tǒng)計(jì)表，如表10 所示。

由表10 可知，南寧水文站單站應(yīng)用預(yù)測(cè)值準(zhǔn)確率為 61.3%，為不合格；崇左、龍州水文站單站應(yīng)用預(yù)測(cè)值準(zhǔn)確率分別是 86.6%，96.2%，為合格；總體應(yīng)用預(yù)測(cè)值平均準(zhǔn)確率為 81.4%，為合格。

5.2 實(shí)測(cè)年最高水位

根據(jù)南寧、崇左、龍州水文站 2018 年實(shí)測(cè)水位成果得到 2018 年年最高水位，如表11 所示。

由表11 可知，南寧、崇左、龍州水文站 2018 年實(shí)測(cè)年最高水位分別為 72.28，98.77，115.25 m。

對(duì)移動(dòng)分析法與方差分析法進(jìn)行對(duì)比分析。從表9 與 11 對(duì)比分析可知，南寧、崇左、龍州水文站 2018 年移動(dòng)分析法平均合格率和準(zhǔn)確率分別為99.5%，95.6%，方差分析法平均合格率和準(zhǔn)確率分別為 77.3%，81.4%，移動(dòng)分析法比方差分析法的年最高水位預(yù)測(cè)合格率和準(zhǔn)確率分別高 22.2% 和14.2%。應(yīng)用結(jié)果表明，移動(dòng)分析法作為改進(jìn)后的方法更好地利用水文因子，提高了水位預(yù)報(bào)的精度。

6 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)南寧、崇左、龍州 3 個(gè)水文站年最高水位進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，各系列方案的合格率有高有低，有不合格，這是中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)的常見(jiàn)性和必然性，是中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)的普遍性。在方差分析法基礎(chǔ)上加入移動(dòng)步長(zhǎng)法的移動(dòng)分析法，是一種改進(jìn)分析法。移動(dòng)分析法在中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)應(yīng)用過(guò)程中，存在諸多的合格率 100% 方案不相同的水位預(yù)測(cè)值，通過(guò)加入預(yù)測(cè)年的準(zhǔn)確率計(jì)算優(yōu)選率，以優(yōu)選率高優(yōu)選預(yù)測(cè)方案，預(yù)測(cè)精度高。目前研究范圍只有中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)，尚未對(duì)中長(zhǎng)期流量、洪量、徑流量的預(yù)測(cè)進(jìn)行分析，如果進(jìn)行這些研究可能會(huì)有較多的問(wèn)題需要?jiǎng)?chuàng)新方法來(lái)解決。

表9 南寧、崇左、龍州水文站采用移動(dòng)分析法預(yù)測(cè) 2018 年年最高水位精度統(tǒng)計(jì)表

表10 南寧、崇左、龍州水文站采用方差分析法預(yù)測(cè) 2018 年年最高水位統(tǒng)計(jì)表

表11 南寧、崇左、龍州水文站 2018 年實(shí)測(cè)年最高水位表

移動(dòng)分析法在中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)應(yīng)用中的研究理論上是一種方法的創(chuàng)新，應(yīng)用價(jià)值比較大，比較適合作中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)方案，預(yù)測(cè)精度高，預(yù)見(jiàn)期長(zhǎng)，可發(fā)揮預(yù)測(cè)預(yù)警水位信息的耳目作用，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)、防汛調(diào)度方面做出新貢獻(xiàn)。建議今后應(yīng)深入移動(dòng)分析法研究，建立移動(dòng)分析法的中長(zhǎng)期水位預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，推進(jìn)水文預(yù)測(cè)預(yù)警信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水位預(yù)警信息智能化，更好地防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)。