基于大数据预测2017年东北地区洪灾

2017-11-21李文龙金朝辉王艳波

东北水利水电 2017年11期

关键词：太阳黑子成灾洪灾

李文龙,金朝辉,王艳波

(1.国网新源控股公司丰满发电厂,吉林吉林市 132108;2.水利部松辽水利委员会,吉林长春 130021)

基于大数据预测2017年东北地区洪灾

李文龙1,金朝辉2,王艳波1

(1.国网新源控股公司丰满发电厂,吉林吉林市 132108;2.水利部松辽水利委员会,吉林长春 130021)

东北地区是全国主要的洪涝灾害发生区,洪涝灾害频繁.文中对东北地区1856年以来成灾洪水,基于大数据思想,应用8种有统计关系的预测方法,得出了2017年东北地区有成灾洪水的预测结论.从成灾区域上,相似2010年.2017年7月至8月,东北地区连续发生了3次成灾洪水,验证了该预测的准确性.

大数据思想;洪灾预测;东北地区

1 基于大数据思想的洪灾预测

在洪灾预测中,我们引入大数据思想,广泛引入与洪灾相关的各种类型因子,包括:日地月运行轨迹特征指标(24节气、闰月、立春日类型)、太阳辐射能量指标(太阳黑子相对数)、月球引潮力指标(月球赤纬角)、日食指标、月食指标、太平洋10年涛动指标(厄尔尼诺事件、拉尼娜事件)、水汽通道上的大地震、大洪水发生的可公度性指标等.

这些指标真实地反映了发生洪灾时的一些相关特征,虽然无法描述这些因子与洪灾存在的物理成因关系,但通过大数据思想来分析,能得出因子与洪灾的相关关系;洪灾事件的发生不是孤立事件,与一系列相继发生的事件之间存在着相关关系.

2 八种方法对2017年成灾洪水的预测

1)基于可公度性东北地区洪灾预报技术研究预测结论.以《中国历史大洪水》(1988)记载的12次与其后发生的1995年、1998年、2010年、2013年,共16次东北地区特大洪灾为研究对象(因便于计算,日期记在当月1日).

应用翁文波院士三元可公度预测模型,来预测洪灾的发生时间.

三元可公度预测模型:N=A+(B-C)

公式中A,B,C为已发生特殊事件的时间,N为预测未来发生的时间.

经三元可公度计算,2017年三元可公度式6个,三元可公度式为:

2017年6个三元可公度式中:[12]--辽河洪水出现4次,[10]--辽河、第二松花江洪水、西辽河洪水出现2次,[7]--第二松花江中游洪水出现2次.

预测2017年辽河出现成灾洪水、第二松花江出现成灾洪水,其中第二松花江中游洪水最为可能.

2)水汽通道上的大地震与东北地区大洪水统计分析法预测结论.预测2017年东北地区大洪水、丰满水库特丰水.

3)太阳运动与水库来水预测研究预报.预测2017年为特丰水年、大洪水年,预测典型年样本为1960年.

4)太阳黑子相对数与水库来水规律研究预测结论.预测2017年为特丰水年、大洪水年.结合太阳黑子相位判断:谷前1年,预测典型年样本为1995年;峰后第3年,预测典型年样本为1960年.

5)月球赤纬角运行轨迹、相位、角度综合分析预测法预测结论.预测2017年为偏丰水年,预测典型年样本为1961年.

6)水库来水与月球赤纬角分布图法预测结论.

预测2017年为特丰水年、大洪水年,预测典型年样本为1960年、1995年.

7)日食倍九法预测结论.预测2017年为特丰水年、大洪水年.结合月球赤纬角、太阳黑子相对数特征,预测典型年样本为1954年.

8)天文指标特征比对法预测结论.该方法采用作者的发明专利技术,应用日地月运行轨迹特征指标(24节气、闰月、立春日类型)、太阳辐射能量指标(太阳黑子相对数)、月球引潮力指标(月球赤纬角)等28个指标,以预测年份为基准,历史资料年份的28个指标与基准年份的28个指标进行比对,从而选出历史相似年组,再从相似年组中,进行判断筛选.

此法在丰满1995-2016年22年预测中,获得85.7%的定性预测成功率;且1995,2005,2010,2013年4个特丰水年、大洪水年均成功报出.

经丰满水库有资料记录的1933-2017年天文指标计算,最终筛选出1941,1960,1979,1998年为2017年相似年组.

从天文轨道特征看:按汛期及全年轨道匹配度看,最相似1960年;从太阳黑子看:2017年,太阳黑子预测为20,为2014年峰值后下降第三年,相位最相似于1960年;从月球赤纬角特征看:最相似1998年,其次相位接近的为1960年.通过上述分析,最终选预测典型年样本为1960年,天文轨道特征最接近、太阳黑子相对数相位一致,月球赤纬角相位接近.

预测2017年为特丰水年、大洪水年,预测典型年样本为1960年.

基于大数据思想的综合预测结论.8种预测方法,预测特丰水7个、偏丰1个,丰水以上方法出现概率为87.5%.预测典型年样本集中在1960,2010,1995,1954年.

从预测方法、预测典型年样本两方面,预测结果高度指向特丰水.预测2017年丰满水库来水定性为丰水,夏季东北地区会发生成灾洪水,成灾区域相似于2010年.