基于大數(shù)據(jù)預測2017年東北地區(qū)洪災

李文龍,金朝輝,王艷波

(1.國網(wǎng)新源控股公司豐滿發(fā)電廠,吉林 吉林市 132108;2.水利部松遼水利委員會,吉林 長春 130021)

基于大數(shù)據(jù)預測2017年東北地區(qū)洪災

李文龍1,金朝輝2,王艷波1

(1.國網(wǎng)新源控股公司豐滿發(fā)電廠,吉林 吉林市 132108;2.水利部松遼水利委員會,吉林 長春 130021)

東北地區(qū)是全國主要的洪澇災害發(fā)生區(qū),洪澇災害頻繁.文中對東北地區(qū)1856年以來成災洪水,基于大數(shù)據(jù)思想,應用8種有統(tǒng)計關系的預測方法,得出了2017年東北地區(qū)有成災洪水的預測結論.從成災區(qū)域上,相似2010年.2017年7月至8月,東北地區(qū)連續(xù)發(fā)生了3次成災洪水,驗證了該預測的準確性.

大數(shù)據(jù)思想;洪災預測;東北地區(qū)

1 基于大數(shù)據(jù)思想的洪災預測

在洪災預測中,我們引入大數(shù)據(jù)思想,廣泛引入與洪災相關的各種類型因子,包括:日地月運行軌跡特征指標(24節(jié)氣、閏月、立春日類型)、太陽輻射能量指標(太陽黑子相對數(shù))、月球引潮力指標(月球赤緯角)、日食指標、月食指標、太平洋10年濤動指標(厄爾尼諾事件、拉尼娜事件)、水汽通道上的大地震、大洪水發(fā)生的可公度性指標等.

這些指標真實地反映了發(fā)生洪災時的一些相關特征,雖然無法描述這些因子與洪災存在的物理成因關系,但通過大數(shù)據(jù)思想來分析,能得出因子與洪災的相關關系;洪災事件的發(fā)生不是孤立事件,與一系列相繼發(fā)生的事件之間存在著相關關系.

2 八種方法對2017年成災洪水的預測

1)基于可公度性東北地區(qū)洪災預報技術研究預測結論.以《中國歷史大洪水》(1988)記載的12次與其后發(fā)生的1995年、1998年、2010年、2013年,共16次東北地區(qū)特大洪災為研究對象(因便于計算,日期記在當月1日).

應用翁文波院士三元可公度預測模型,來預測洪災的發(fā)生時間.

三元可公度預測模型:N=A+(B-C)

公式中A,B,C為已發(fā)生特殊事件的時間,N為預測未來發(fā)生的時間.

經(jīng)三元可公度計算,2017年三元可公度式6個,三元可公度式為:

2017年6個三元可公度式中:[12]--遼河洪水出現(xiàn)4次,[10]--遼河、第二松花江洪水、西遼河洪水出現(xiàn)2次,[7]--第二松花江中游洪水出現(xiàn)2次.

預測2017年遼河出現(xiàn)成災洪水、第二松花江出現(xiàn)成災洪水,其中第二松花江中游洪水最為可能.

2)水汽通道上的大地震與東北地區(qū)大洪水統(tǒng)計分析法預測結論.預測2017年東北地區(qū)大洪水、豐滿水庫特豐水.

3)太陽運動與水庫來水預測研究預報.預測2017年為特豐水年、大洪水年,預測典型年樣本為1960年.

4)太陽黑子相對數(shù)與水庫來水規(guī)律研究預測結論.預測2017年為特豐水年、大洪水年.結合太陽黑子相位判斷:谷前1年,預測典型年樣本為1995年;峰后第3年,預測典型年樣本為1960年.

5)月球赤緯角運行軌跡、相位、角度綜合分析預測法預測結論.預測2017年為偏豐水年,預測典型年樣本為1961年.

6)水庫來水與月球赤緯角分布圖法預測結論.

預測2017年為特豐水年、大洪水年,預測典型年樣本為1960年、1995年.

7)日食倍九法預測結論.預測2017年為特豐水年、大洪水年.結合月球赤緯角、太陽黑子相對數(shù)特征,預測典型年樣本為1954年.

8)天文指標特征比對法預測結論.該方法采用作者的發(fā)明專利技術,應用日地月運行軌跡特征指標(24節(jié)氣、閏月、立春日類型)、太陽輻射能量指標(太陽黑子相對數(shù))、月球引潮力指標(月球赤緯角)等28個指標,以預測年份為基準,歷史資料年份的28個指標與基準年份的28個指標進行比對,從而選出歷史相似年組,再從相似年組中,進行判斷篩選.

此法在豐滿1995-2016年22年預測中,獲得85.7%的定性預測成功率;且1995,2005,2010,2013年4個特豐水年、大洪水年均成功報出.

經(jīng)豐滿水庫有資料記錄的1933-2017年天文指標計算,最終篩選出1941,1960,1979,1998年為2017年相似年組.

從天文軌道特征看:按汛期及全年軌道匹配度看,最相似1960年;從太陽黑子看:2017年,太陽黑子預測為20,為2014年峰值后下降第三年,相位最相似于1960年;從月球赤緯角特征看:最相似1998年,其次相位接近的為1960年.通過上述分析,最終選預測典型年樣本為1960年,天文軌道特征最接近、太陽黑子相對數(shù)相位一致,月球赤緯角相位接近.

預測2017年為特豐水年、大洪水年,預測典型年樣本為1960年.

基于大數(shù)據(jù)思想的綜合預測結論.8種預測方法,預測特豐水7個、偏豐1個,豐水以上方法出現(xiàn)概率為87.5%.預測典型年樣本集中在1960,2010,1995,1954年.

從預測方法、預測典型年樣本兩方面,預測結果高度指向特豐水.預測2017年豐滿水庫來水定性為豐水,夏季東北地區(qū)會發(fā)生成災洪水,成災區(qū)域相似于2010年.

3 預測驗證

2017年7月至8月,東北地區(qū)連續(xù)發(fā)生了"7.13"、"7.20"、"8.3"3次成災洪水,驗證了基于大數(shù)據(jù)思想預測的有效性.

[1]李文龍.基于可公度預報方法的洪災預報技術實用化研究[M].北京:氣象出版社,2010.

[2]李文龍.關于2010年長江大洪水的預測[M].吉林:吉林大學出版社,2010.

[3]李文龍.關于2013年遼河、第二松花江特大洪水的預測[J].水電廠自動化,2012.

TV87 < class="emphasis_bold">[文獻標識碼]B

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1002-0624(2017)11-0058-01

2017-08-20