基于EEMD-AR模型的丹江口水庫(kù)年徑流隨機(jī)模擬與預(yù)報(bào)

練繼建,孫蕭仲,馬 超,趙 明,唐志波

(天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300072)

基于EEMD-AR模型的丹江口水庫(kù)年徑流隨機(jī)模擬與預(yù)報(bào)

練繼建,孫蕭仲,馬 超,趙 明,唐志波

(天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300072)

基于水庫(kù)歷史年入庫(kù)徑流序列組分分析和識(shí)別,采用線性趨勢(shì)回歸檢驗(yàn)法、有序聚類法、方差線譜法等方法,推求出序列趨勢(shì)項(xiàng)、跳躍項(xiàng)及周期項(xiàng)等確定性成分,提出基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法(EEMD方法)的水庫(kù)年徑流自回歸隨機(jī)模擬模型(EEMD-AR),并應(yīng)用于丹江口水庫(kù)的年徑流隨機(jī)模擬和預(yù)報(bào)中。通過(guò)EEMD分解,解決了當(dāng)?shù)そ谒畮?kù)歷史年徑流序列為非平穩(wěn)序列時(shí)不能直接應(yīng)用自回歸模型(AR) 進(jìn)行隨機(jī)模擬和預(yù)報(bào)的問(wèn)題。模擬結(jié)果表明,EEMD-AR模型能較好地模擬丹江口水庫(kù)年徑流序列并保持原歷史序列的統(tǒng)計(jì)特性,且模型預(yù)報(bào)精度符合要求。

徑流序列成分識(shí)別;EEMD-AR模型;徑流隨機(jī)模擬;丹江口水庫(kù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,水文隨機(jī)模擬技術(shù)除最初的線性平穩(wěn)隨機(jī)模型之外,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[1]、小波分析[2]、混沌理論[3]、Copula方法[4]亦被引入到隨機(jī)模型中,并取得了較好的模擬效果。相較近來(lái)廣泛應(yīng)用于徑流模擬的分布式水文模型[5-6],傳統(tǒng)的線性平穩(wěn)隨機(jī)模型由于構(gòu)造簡(jiǎn)單,在水文模擬中備受青睞,但一般僅適用于平穩(wěn)序列的隨機(jī)模擬,具有一定的局限性。集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法(EEMD方法)因其對(duì)非平穩(wěn)序列具有較強(qiáng)的處理能力,被不少學(xué)者引入到徑流隨機(jī)模擬和預(yù)報(bào)領(lǐng)域[7-10]。……