[发明专利]一种防洪预报系统的优化处理方法和装置

说明书

本发明实施例提供了一种防洪预报系统的优化处理方法和装置，该方法和装置具体用于获取预报区域的基本数据；设置预设的洪水预报模型的参数；选定洪水预报模型中所需率定的模型状态变量，并设定模型状态变量的取值范围；设定目标函数；设定循环终止条件；根据基本数据并利用预设的系统响应正则化修正方法对预热期开始时刻的模型状态变量进行循环更新；根据目标函数和循环终止条件确定最终模型状态变量；根据最终模型状态变量计算得到预报区域的预报流量。通过上述方法和装置反演模型状态变量的误差，并根据该误差循环更新模型状态变量，最终获得满足条件的模型状态变量，再进行洪水预报，从而能够得到更为精确的预报结果。

技术领域

本发明涉及防洪技术领域，特别是涉及一种防洪预报系统的优化处理方法和装置。

背景技术

洪水预报是一门根据前期和现时的水文、气象等信息，揭示和预测洪水的发生及其变化过程的应用科学技术。它是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理，及工农业的安全生产服务。

例如，图1为一种典型的洪水预报成果图，其中预报时间是进行洪水预报的时间，在实时洪水预报中，一般选择当前时间，在模拟洪水预报时，可以选择任意时间。预热期是预报时间之前若干时段；预见期是预报时间之后若干时段，是可以预报出的未来流量的时段数。洪水预报是根据预热期开始时的模型状态变量(模型初始状态变量)、预热期内的降雨量、预见期内的预报降雨量、蒸发量，采用预报模型计算出预热期和预见期内的预报流量。

预热期内的实测流量是已知的，可以比较预热期内的实测流量与预报流量，来判断预报流量是否准确。洪水预报具有系统性，如果预热期内的预报流量系统性偏大，预见期内的预报流量一般也会系统性偏大；如果预热期内的预报流量系统性偏小，预见期内的预报流量一般也会系统性偏小。因此，一般来说，预热期内实测流量与预报流量越接近，预见期内的预报流量也越准确。

模型状态变量是洪水预报系统中洪水预报模型边界条件之一，常用方法是在年初或流域最干旱时给定一组初始值，再根据流域降雨量、蒸发量逐日演算到预热期开始时间，此时的模型状态变量称为模型初始状态变量。该系统采用不同的模型初始状态变量数值计算出的洪水预报流量差异很大，具体表现为模型初始状态变量数值大(蓄满)时，预报流量系统性偏大，模型初始状态变量数值小(干旱)时，预报流量系统性偏小，如图2所示。因此模型初始状态变量误差是洪水预报系统中误差产生的主要原因之一。模型初始状态变量由于流域降雨量、蒸发量可能存在误差，导致模型初始状态变量出现误差，尤其对于每年的首场洪水，由于误差累计作用，导致洪水预报系统在进行洪水预报时的预报误差往往较大，难以满足精度要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种洪水预报系统的优化处理方法和装置，以提高洪水预报系统的预报精度。

为了解决上述问题，本发明公开了一种防洪预报系统的优化处理方法，步骤包括：

获取预报区域的基本数据；

设置预设的洪水预报模型的参数；

选定所述洪水预报模型中所需率定的模型状态变量，并设定所述模型状态变量的取值范围；

设定目标函数；

设定循环终止条件；

根据所述基本数据并利用预设的系统响应正则化修正方法对所述模型状态变量进行循环更新；

根据所述目标函数和所述循环终止条件确定最终模型状态变量，

根据所述最终模型状态变量以及预报区域基本数据计算得到所述预报区域的预报流量。

可选的，所述洪水预报模型为新安江模型。

可选的，所述模型状态变量为上层土壤含水量、下层土壤含水量、深层土壤含水量、产流面积比、壤中流径流深和地下水径流深中的部分或全部。