王敬磊 欣 未2 劉開磊3 吳 漩

（1.安徽淮河水資源科技有限公司 蚌埠 233000 2.淮河流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局監(jiān)測與科研中心 蚌埠 233000 3.水利部淮河水利委員會水文局（信息中心） 蚌埠 233000）

1 引言

按照流域水量分配方案、水量調(diào)度方案制定年度水量調(diào)度計劃，并根據(jù)當(dāng)月水量調(diào)度執(zhí)行情況、工程蓄水情況和下月來水預(yù)報等，對月水量調(diào)度方案進行滾動修正，是水量調(diào)度工作順利執(zhí)行、落實的重要保障。滾動修正是根據(jù)年內(nèi)已發(fā)生的來水、各水源供水、實際與計劃用水差異等情況，通過對來水條件、用水計劃等條件進行修正，調(diào)整月水量調(diào)度方案，以使得調(diào)度年內(nèi)余留期的水量調(diào)度工作與實際情況更相符，進一步促進水量調(diào)度工作的推進與成效。來水年型在一定程度上決定了流域不同行政區(qū)可分配水量指標(biāo)、水量調(diào)度考核斷面和控制斷面的下泄水量指標(biāo)，來水年型滾動修正是保障年度水量調(diào)度計劃科學(xué)合理的重要因素之一。

2 來水年型修正方法

2.1 主要工作思路

水量調(diào)度所依據(jù)的來水量的多少和來水過程主要取決于徑流預(yù)報環(huán)節(jié)，所以徑流預(yù)報的精度直接影響了水量調(diào)度的實施成效。以所要修正的月份為基準(zhǔn)，向前追溯5 個月的徑流數(shù)據(jù)作為修正因子，對其進行滾動修正，結(jié)合已發(fā)生月份的徑流量數(shù)據(jù)，得到最新的全年徑流量值。

圖1 年度降雨預(yù)報示意圖

圖2 1月降雨預(yù)報示意圖

圖3 2—5月降雨預(yù)報示意圖

圖4 6—7月降雨預(yù)報示意圖

圖5 8—9月降雨預(yù)報示意圖

圖6 10—12月降雨預(yù)報示意圖

圖7 月降雨量修正預(yù)報效果圖

天然徑流量序列作為水文序列之一，具有顯著的確定性成分和隨機性成分。受到周期為1年的地球繞太陽運動影響，天然來水過程明顯存在基本周期為1年（12 個月或36 個旬）的周期變化，即季節(jié)性變化。天然來水除周期性成分外，還包含隨機性成分，在目前的技術(shù)條件下還不能對未來的來水進行準(zhǔn)確的預(yù)報，因此未來的來水具有不確定性。因而在預(yù)報來水修正時，將修正得到年度來水總量劃分為已發(fā)生逐月的確定性組分，以及已預(yù)測得到未來逐月含誤差成分。一般來講，當(dāng)年來水量、年型在汛末能基本確定，而在汛前則誤差較大，因而滾動修正的主要對象更多的體現(xiàn)在對汛期來水量的修正。

2.2 來水修正過程

來水年型修正方法的實現(xiàn)步驟設(shè)計如下：

（a）基于來水精細(xì)化概率預(yù)測方法，得到對年度來水頻率、年降雨的預(yù)報信息（見圖1）。

（b）對于1月，直接采用典型年1月降雨占全年比重與預(yù)報年降雨量的乘積，作為1月的預(yù)報降雨量，其余各月沿用同樣的方法將年預(yù)報降雨劃分至各月（見圖2）。

（c）對于2—5月，統(tǒng)計1—k月（k=2～4）降雨預(yù)報誤差，并將誤差均化到調(diào)度期其他各月，得到修正后余留期各月預(yù)報降雨；1～5月期間，原則上不對年型做修正；如1～k月降雨預(yù)報誤差占實際降雨比重大于50%，則參照步驟（d）處理（見圖3）。

（d）對于6—7月，統(tǒng)計1—k月（k=5～6）實際降雨、降雨預(yù)報誤差，當(dāng)誤差占實際降雨比重比例大于30%時，以1～k月實際降雨作為特征向量，基于k 最近鄰算法在歷史庫（1956～2000年）中代表站實測逐月降雨系列中，搜尋1～k月降雨系列最為相似的年降雨過程，并更新年降雨量、來水頻率、降雨年內(nèi)分配，得到調(diào)度期新的預(yù)報逐月降雨系列值；在此基礎(chǔ)上，k+1～12月預(yù)報降雨，采用1～k月降雨預(yù)報誤差均化到余留期各月，進行二次修正后得到新的預(yù)報降雨系列（見圖4）。

（e）8—9月，統(tǒng)計1—k（k=7～8）實際降雨量與降雨總量，共同作為特征向量，基于k 最近鄰算法在歷史庫中搜尋相似的年降雨過程，并更新年降雨量、來水頻率、降雨年內(nèi)分配，得到調(diào)度期新的預(yù)報逐月降雨系列值；在此基礎(chǔ)上，k+1—12月預(yù)報降雨，采用1—k月降雨預(yù)報誤差均化到余留期各月，進行二次修正后得到新的預(yù)報降雨系列（見圖5）。

表1 臨沂站2016年逐月降雨量修正過程表（單位：億m3）

表2 大官莊站2016年逐月降雨量修正過程表（單位：億m3）

（f）10—12月，統(tǒng)計1—k月（k=9～11）降 雨預(yù)報誤差，并將誤差均化到余留期各月，得到修正后k+1—12月預(yù)報降雨；10—12月期間，不對年型做修正；如1—k月降雨預(yù)報誤差占實際降雨比重大于10%，則參照步驟d（見圖6）。

3 來水修正實例應(yīng)用

選擇臨沂站（控制流域面積10315km2，占沂河流域面積的87%）作為沂河流域代表站，選擇大官莊站（控制流域面積4529km2，占沭河流域面積的70.76%）作為沭河流域代表站，基于1956—2000年天然徑流量（部分站點或年份數(shù)據(jù)通過降雨徑流關(guān)系、水文比擬法推算）、預(yù)測或修正后的全年徑流量值，采用頻率分析法確定預(yù)測或修正后的來水年型。

以2016年數(shù)據(jù)為例進行修正，對于余留期默認(rèn)不修正年型，徑流量修正效果見表1～2，圖7所示。

4 結(jié)論

（1）由表1～2 可以看出，通過逐月修正，臨沂和大官莊兩個代表站在6—7月年型變化較為明顯，且汛末之后的修正結(jié)果逐步接近實測徑流量值。因此，實際月水量調(diào)度方案滾動修正時，可在每年5月底進行一次年供水計劃的集中調(diào)整。根據(jù)流域5月底的實際蓄水量與年初預(yù)測量的變化幅度、供水計劃的執(zhí)行情況、輸水工程運行工況等，統(tǒng)一對余留月份的供水計劃進行一次復(fù)核和調(diào)整。

（2）來水年型修正是月水量調(diào)度方案滾動修正工作的主要環(huán)節(jié)之一，本文針對水量調(diào)度方案來水年型修正技術(shù)方法進行探討，并以臨沂站、大官莊站為例進行來水修正應(yīng)用，以期為水量調(diào)度計劃實施過程中的來水年型修正工作提供參考借鑒■