多元回归法在伊春河流域枯季径流预报中的应用

李英晶，李 新，田长涛

（黑龙江伊春水文局，黑龙江伊春153000）



多元回归法在伊春河流域枯季径流预报中的应用

李英晶，李 新，田长涛

（黑龙江伊春水文局，黑龙江伊春153000）

摘要：文中根据流域多年枯季径流特征数据，利用多元线性回归方程对流域枯季径流进行了实例拟合和预报检验分析，结果精度基本满足相关规范的要求，对特定流域水资源开发规划利用工作有一定的借鉴和参考价值。

关键词：流域；径流；预报；回归方程

1　概况

伊春河发源于黑龙江省伊春市翠峦区与绥陵县交界的601高地东麓。河流全长89km，平均坡降2.90‰，落差371m。伊春河流域为寒温带大陆性季风气候区，具有明显的山地气候特征，冬夏温差较大，四季特征分明。流域内降水充沛，多年平均降水量为610mm，降水量年内分配不均匀，多集中在6～9月份，占全年降水量70 %左右。河流冬季最大冰厚1.50m，全年封冻天数约150d。流域内降水的季节变化直接影响河川径流变化。流域内伊春水文站枯季（10月～翌年4月）流域降水较少，约占年降雨量的14%，径流主要由流域地下蓄水的消退和春季冰、雪消融补给。流域多年平均枯季径流为7.1m3/s，约占年径流量的32%，流域枯季在9个年份出现过断流现象，一般出现在1～3月份，最长断流历时约60d。流域径流最枯季节在2月，多年平均流量为0.30 m3/s，占年平均流量的1.38%。

2　枯季径流影响因素

伊春河流域每年枯季出现在冬季至次年春末夏初。影响流域枯季径流大小的基本因素是流域自然地理条件，如河床纵断深度、流域面积、河网密度、植被覆盖程度以及土壤富水性等；其次是水文气象因素，主要是流域降水和蒸发，本流域枯季蒸发量较小，其影响可忽略。伊春河流域地处高海拔山地亚寒带季风气候区，枯季径流来源于丰水期流域内地下蓄水、枯季降水和春季融雪。流域年内积雪、冰川、冻土存在时间约180d。积雪、冰层和冻土对土壤水分运动和降雨径流的转化都会产生重要影响，因此根据目前观测所掌握数据情况，封冻期由流域蓄水所补给的径流和枯季降水构成影响枯季径流的直接因素。

3　预报方法

多元线性回归是指研究一个因变量、依两个或两个以上自变量的回归，是反映一种现象或事物的数量依多种现象或事物的数量变动而相应变动的规律。属于建立多个变量之间线性或非线性数学模型数量关系式的统计方法。应用此法，可以加深对定性分析结论的认识，并得出各种要素间的数量依存关系，从而进一步揭示出各要素间内在的规律。本文选择历年11月至次年3月时段与枯季径流相关的影响因素即：月平均流量、径流深、降水量、冰厚、冰上雪深、岸上气温、蒸发量等预报因子与预报对象（4月径流深）作相关分析，最终优选出相关系数较高的“径流深”和“降水总量”作为预报因子。预报方程数学表达式为：Rt+i=a×Ri+b×Pi+C；式中Rt+i是预见期为t时段内的预报径流深（单位mm）；Ri为已知i时段内实测平均径流深（单位mm）；Pi为i时段内降水量（单位mm），C为常数项。a、b为方程系数，通过实测资料参数率定求得。

4　实例应用

根据伊春河伊春站1956～2010年枯季径流数据，利用历年11月份至次年3月份的平均径流深和降雨总量与次年4月份径流深建立线性相关方程并率定出方程系数，得到预报方程为Rt+i=0.52Ri+0.04Pi+8.8，方程拟合结果见表1，预见期为1个月。根据《水文情报预报规范》相关要求，取实测值的20%作为合格标准进行预报精度评定。由表2可见，在53个点据中，合格点据有35个，合格率为66%，符合丙级预报方案要求，可作为参考性预报方案使用。利用该回归方程对2011～2014年流域枯季径流进行了实例预报检验，检验合格率为25%，精度偏低，还有待未来进一步验证检验。

表1　伊春河流域枯季来水量频率统计表

表2　伊春河伊春站枯季径流预报结果统计表

续表2　伊春河伊春站枯季径流预报结果统计表

5　结语

本文根据伊春河流域枯季径流规律特征，对流域枯季月径流预报方法进行了初步分析探讨，建立了预报模型方程，预报方程参数灵活多变、模型结构易于更新，历史拟合预报效果较好。影响枯季径流的因素复杂多变，受观测数据所限所选预报因子较少，主要缺少气象、水文地质等方面的相关数据，实例检验精度较底，本方法还有待进一步完善和改进。

参考文献

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作者简介：李英晶（1979年—），女，工程师。

收稿日期：2015-01-26

中图分类号：TV121

文献标识码：B

文章编号：1672-2469（2016）02-0035-02

DOI：10.3969 /j.issn.1672-2469.2016.02.013