富水流域富水坝前水位涨幅的预测方法探讨

　　0　引言

　　富水水库位于湖北省长江支流富水河上,是以防洪、发电为主,兼有灌溉等其他综合利益的大型水库,水库大坝位于富水中下游交界处的阳新县富水镇。水库承雨面积2 450 km2,总库容16·65×108m3,位列全省第二。研究分析富水坝前水位的变化原因,对富水流域防汛抗洪和预警洪涝灾害具有十分重要的意义。

　　水位变化不仅与前期降水强度、降水历时、降水分布等气象因素有关,而且还与地理地貌、河道长短、支流多少、前期蓄水量、土壤湿度、透水性能、植被覆盖等自然条件有关,有时还涉及水库调度等人为因素,影响因子十分复杂。流域水文气象预报是气象服务中的一项重要任务。气象部门曾经利用雨量和灾情资料在流域洪涝及预报方面做过许多研究,近年来,随着部分水情资料在互联网上共享,气象部门对流域水文气象预报研究将更加便利。

　　富水坝前水位的科学预测,尤其是水位上涨趋势的预测,对指挥水库调度、科学防汛十分重要。本文将气象、水文资料结合,利用富水流域内各标志站(主要为区域自动气象站)的降水量资料,通过逐步回归统计方法建立一个简单的坝前水位预测模型,以初步满足防汛抗洪决策服务的需要。

　　1　选取模型因子

　　采用富水流域2008年汛期5—9月坝前水位和同期流域及周边区域各区域气象站的逐小时降雨量资料,利用多元逐步回归方法对富水坝前水位与前期(6~24 h)各气象站降水量的关系进行了研究,并建立坝前水位预测模型。选取富水流域上游通山、横石、黄沙、大畈、闯王、洪港、燕夏、王英8个站点的逐小时分段(6 h,

　　12 h,18 h,24 h)雨量,同时考虑到区域站点分布的不连续性,增加下游三溪、龙港、排市、洋港4个站点的逐小时分段(6 h,12 h,18 h,24 h)雨量;另从富水管理局网站数据库选取富水坝前水位资料,挑选出当日水位有正增幅(△h≥0.0 m)的资料。最后共得到70个有效样本。具体选取用于建模分析的因子有:所有12个自动雨量站前6 h,12 h,18 h,24 h降水量以及当日08:00富水坝前水位增幅,合计49个因子。

　　2　建立预测模型

　　为了减少模型的复杂性,暂不考虑非线性回归而只考虑线性回归,即假设富水流域内(含周边地区)的降雨量对富水坝前水位的影响是线性的。采用SPSS分析软件中线性回归(LineralRegression)中的逐步回归(StepWise)方法(对于显著性水平α=0.05选入,α=0.10剔除),最终选得一些对水位增幅方差贡献显著的变量,得到最佳回归方程:

　　3　模型拟合结果

　　方程的复相关系数为0.858,残差分析结果如表1所示。