[发明专利]一种高精度的河口短期潮位预报方法

说明书

本发明公开了一种高精度的河口潮位短期预报方法，在非稳态调和分析方法的基础上，引入了自回归方法，通过自回归方法对非稳态调和分析方法的预报误差建立自回归模型，采用自回归模型对非稳态调和分析方法预报潮位的预报误差进行估计，从而对其预报潮位进行误差修正，达到了较传统方法更高精度的河口潮位预报结果。

技术领域

本发明涉及一种高精度的河口短期潮位预报方法，属于河口地区潮位预报技术领域。

背景技术

对于潮位预报问题，常采用调和分析方法，通过对潮位站过去实测潮位资料进行调和分析，获得潮位站的调和常数来预报该站点潮位。调和分析方法能较高精度地预报外海潮位，当潮波从外海传播到河道中时，存在上游径流与潮波的非线性相互作用，调和分析方法由于不能考虑径流与潮波的非线性相互作用，这使得调和分析方法应用于河口地区(尤其是感潮河段上游)潮位预报时精度不高。因此，如何考虑径流与潮波的非线性相互作用是河口地区潮位预报面临的一个重要问题。为了考虑径流对潮波的影响，非稳态调和分析方法被提出。该方法考虑了径流对调和分析方法参数中平均水位、分潮振幅和迟角的修正作用，预报未来潮位时相对于调和分析方法精度有所提高。

虽然非稳态调和分析方法预报河口地区潮位时能取得比调和分析更高的精度，但由于其是将非线性方程进行线性化之后的，对于径流量与潮流量都大的河口其适用性有待提高，在预报河口潮位时精度仍有待进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种较非稳态调和分析方法预报精度更高的河口短期潮位预报方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高精度的河口短期潮位预报方法，其特征是，包括以下步骤：

S1，收集河口地区起报时刻前M+m时段内的径流站实测径流数据、分析站和参考站的实测潮位数据，根据收集的参考站潮位数据计算其对应潮差序列，径流站测得的或预报的径流序列用Q(t)表示，分析站潮位数据序列用h(t)表示，验潮站测得的或预报的潮位序列计算而得的潮差序列用R(t)表示；其中所述径流站定义为河口区域上游观测径流的水文站，所述分析站定义为河口区域需要预报的潮位站点，所述参考站定义为河口处靠近外海的验潮站；

S2，收集河口地区起报时刻前m时段以及后K小时的径流站预报径流数据，其中，M时段为长时段，m时段为短时段；

S3，采用调和分析方法，基于参考站需预报时刻前m时段的前M时段的潮位数据以K小时为预报步长滚动预报其前m时段内的潮位值，并由此计算其对应的预报潮差序列；基于参考站起报时刻前M时段潮位数据预测后K小时内的潮位值并由此计算其对应潮差；

S4，采用非稳态调和分析方法，基于分析站需预报时刻前m时段的前M时段的实测潮位数据及同时段的实测径流站径流序列和参考站潮差序列，求解对应未知系数，结合步骤S2中前m时段的径流站径流预报值以及S3中同时段的参考站预报潮差序列，以K小时作为预报步长滚动预报分析站起报时刻前m时段内的潮位值；基于分析站起报时刻前M时段实测径流站径流序列、分析站潮位序列和参考站潮差序列进行分析，求解对应未知系数，结合步骤S2中后K小时的径流站径流预报值以及S3中后K小时参考站预报潮差，预报分析站起报时刻后K小时的潮位值；

S5，计算S4中前m时段的分析站预报潮位值与S1中分析站对应时段实测潮位数据的差值，作为分析站起报时刻前m时段的预测误差序列；

S6，采用自回归方法对S5算得的误差序列构建自回归模型；

S7，根据S6构建的自回归模型，预测起报时刻后K小时内非稳态调和分析方法的预报误差值；

S8，将S4计算的起报时刻后K小时的潮位值减去S7中预测的预报误差值，作为分析站起报时刻后K小时的最终预报潮位值。