一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，具體包括以下步驟：步驟A00：選取參數(shù)；步驟B00：量化參數(shù)；步驟C00：預(yù)估鹽度和潮差統(tǒng)計模型；步驟D00：初次預(yù)估鹽度和徑流量統(tǒng)計模型；步驟E00：初次預(yù)估鹽度統(tǒng)計模型；步驟F00：修正鹽度統(tǒng)計模型；步驟G00：得到鹽度預(yù)測預(yù)報模型。本基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法建立了基于含氯度與徑流、潮差關(guān)系的咸潮上溯預(yù)測模型，可提前1-7天預(yù)測，實現(xiàn)了中短期咸潮預(yù)測預(yù)報；預(yù)測模型只有一個主要未知參數(shù)徑流，把咸潮預(yù)測復(fù)雜問題簡單化，具有簡便實用的突出特點。
【專利說明】一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)報方法，尤其涉及的是一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在建模過程中，因?qū)ο坛比肭值膭恿^程缺少深入了解，現(xiàn)有的河口咸潮入侵統(tǒng)計模型建立的鹽度與潮差和徑流量關(guān)系不夠理想，預(yù)測結(jié)果與實測資料比較誤差較大，難于在涉水行業(yè)內(nèi)得到應(yīng)用。在數(shù)值預(yù)報模式中，給出的數(shù)值和邊界條件復(fù)雜，計算量大，難于快速高效地預(yù)報河口取水口的鹽度。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，旨在解決現(xiàn)有的咸潮預(yù)報預(yù)見期短，預(yù)測咸潮邊界條件復(fù)雜、參數(shù)多和預(yù)測模型計算復(fù)雜的問題，緊密結(jié)合河口咸潮入侵動力過程，建立河口咸潮入侵統(tǒng)計預(yù)報模型，根據(jù)預(yù)測預(yù)報結(jié)果采取避咸取淡措施，保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和飲用水供水安全。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其中，具體包括以下步驟: 步驟AOO:選取參數(shù):選取長時段的預(yù)測點鹽度日特征值、口門區(qū)某站點的潮汐日特征值和上游來水量；
步驟BOO:量化參數(shù):選擇日最大潮差值TR為潮差，徑流量Q等于上游日總來水量；步驟COO:預(yù)估鹽度和潮差統(tǒng)計模型:通過分析鹽度和潮差的散點分布形式，建立鹽度和潮差擬合關(guān)系式SO (TR)；
步驟DOO:初次預(yù)估鹽度和徑流量統(tǒng)計模型:將鹽度差DS進行潮形歸一化，得到歸一化鹽度差SDS,對歸一化鹽度差SDS和徑流量Q進行擬合，得到徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS_M，對徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS_M去歸一化，得到鹽度差DS與徑流量Q擬合關(guān)系式SO(Q)；
步驟EOO:初次預(yù)估鹽度統(tǒng)計模型:根據(jù)鹽度和潮差擬合關(guān)系式SO (TR)與鹽度差和徑流量擬合關(guān)系式SO (Q)，初次得出預(yù)估鹽度統(tǒng)計模型；
步驟H)0:修正鹽度統(tǒng)計模型:消除徑流量對實測鹽度值S的影響，得到濾去徑流量影響的鹽度值SI，將SI與潮差作分析，得到修正的鹽度潮差擬合關(guān)系式SI (TR);將實測鹽度值S消去修正的鹽度潮差擬合關(guān)系式SI (TR)，得到與徑流量Q相關(guān)的鹽度差，并作歸一化處理得到歸一化鹽度差SDS1，將歸一化鹽度差SDSl和徑流量Q進行擬合，得到徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS1_M，對徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS1_M去歸一化，得到修正鹽度差與徑流量擬合關(guān)系SI (Q)；
步驟GOO:得到鹽度預(yù)測預(yù)報模型:根據(jù)修正后鹽度和潮差的關(guān)系式SI (TR)與修正后鹽度差和徑流量的關(guān)系式SI (Q)，得到鹽度與潮差和徑流量Q的關(guān)系式S (Y)；
所述日特征值為日平均值、日最大值和日最小值，所以鹽度日特征值是指鹽度日平均值、日最大值和日最小值；潮汐特征值是指潮汐日平均值、日最大值和日最小值。
[0006]所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其中，所述步驟COO中，通過觀察鹽度和潮差的散點分布形式，建立鹽度和潮差關(guān)系式SO (TR):
【權(quán)利要求】
1.一種基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 步驟AOO:選取參數(shù):選取長時段的預(yù)測點鹽度日特征值、口門區(qū)某站點的潮汐日特征值和上游來水量； 步驟BOO:量化參數(shù):選擇日最大潮差值TR為潮差，徑流量Q等于上游日總來水量；步驟COO:預(yù)估鹽度和潮差統(tǒng)計模型:通過分析鹽度和潮差的散點分布形式，建立鹽度和潮差擬合關(guān)系式SO (TR)； 步驟DOO:初次預(yù)估鹽度和徑流量統(tǒng)計模型:將鹽度差DS進行潮形歸一化，得到歸一化鹽度差SDS,對歸一化鹽度差SDS和徑流量Q進行擬合，得到徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS_M，對徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS_M去歸一化，得到鹽度差DS與徑流量Q擬合關(guān)系式SO(Q)； 步驟EOO:初次預(yù)估鹽度統(tǒng)計模型:根據(jù)鹽度和潮差擬合關(guān)系式SO (TR)與鹽度差和徑流量擬合關(guān)系式SO (Q)，初次得出預(yù)估鹽度統(tǒng)計模型； 步驟H)0:修正鹽度統(tǒng)計模型:消除徑流量對實測鹽度值S的影響，得到濾去徑流量影響的鹽度值SI，將SI與潮差作分析，得到修正的鹽度潮差擬合關(guān)系式SI (TR);將實測鹽度值S消去修正的鹽度潮差擬合關(guān)系式SI (TR)，得到與徑流量Q相關(guān)的鹽度差，并作歸一化處理得到歸一化鹽度差SDS1，將歸一化鹽度差SDSl和徑流量Q進行擬合，得到徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS1_M，對徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS1_M去歸一化，得到修正鹽度差與徑流量擬合關(guān)系SI (Q)； 步驟GOO:得到鹽度預(yù)測預(yù)報模型:根據(jù)修正后鹽度和潮差的關(guān)系式SI (TR)與修正后鹽度差和徑流量的關(guān)系式SI (Q)，得到鹽度與潮差和徑流量Q的關(guān)系式S (Y)； 所述日特征值為日平均值、日最大值和日最小值，所以鹽度日特征值是指鹽度日平均值、日最大值和日最小值；潮汐特征值是指潮汐日平均值、日最大值和日最小值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，所述步驟COO中，通過觀察鹽度和潮差的散點分布形式，建立鹽度和潮差關(guān)系式SO (TR):
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，所述步驟DOO中，所述歸一化鹽度差的表達式SDS為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，所述徑流量鹽度差擬合函數(shù)SDS_M:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，所述步驟FOO中，濾去徑流量影響的鹽度Si的表達式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，所述歸一化鹽度差SDSi的表達式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，將歸一化鹽度差SDSl與徑流量Q采用反比例函數(shù)和最小二乘法擬合，得到修正歸一化鹽度差SDS1_M與徑流量Q的擬合關(guān)系式
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于潮汐和徑流的河口咸潮預(yù)報方法，其特征在于，所述步驟GOO中，所述鹽度與潮差和徑流量Q的關(guān)系式
【文檔編號】G06F17/50GK103617306SQ201310501628
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】呂愛琴, 王彪, 朱建榮, 王崢, 蔡鑫 申請人:廣東省水文局佛山水文分局