Page 9 - 2022年第53卷第2期

步骤进行修正：（1）刚性约束修正。湖泊旱限水位应满足现有湖泊特征水位要求，如旱限水位应不高
于汛限水位，应不低于通航水位等；（2）弹性约束修正。当湖泊有特殊生态保护要求时，可根据实际
情况灵活调整。如某时段某物种处于繁殖期，对湖泊水质要求较高，此时需要抬高旱限水位；（3）分
期修正。为提高旱限水位预警作用，同一分期内多个逐月旱限水位应均修正为外包最大值。当某一
分期较长，可根据实际需要重新划分子分期。
2.7 湖泊旱限水位合理性检验 湖泊干旱事件发生具有不确定性，需要对湖泊分级分期旱限水位进
行合理性检验，验证其干旱预警能力。湖泊旱限水位合理性检验步骤如下：
（1）采用蓄水量距平百分率判断历史各时期湖泊的干旱程度 ［23］ ，计算公式如式（11）所示：

I k =[(S - S 0 ) S 0 ] × 100% （11）
式中：S 为当前湖泊蓄水量；S 为同期多年平均蓄水量。当 I 位于-10%到-30%时，为轻度干旱；当
0 k
I 位于-31%到-50%时，为中度干旱；当 I 位于-51%到-80%时，为重度干旱；当 I ＜-80%时，为特
k
k
k
大干旱。
（2）将旱限水位与历史各时期水位进行对比，当旱限水位高于同期历史水位时，则判断该历史时
期发生了干旱。
（3）统计蓄水量距平百分率判断的 4 种干旱程度与旱限水位判断的干旱在历史同期的一致百分
比。一致百分比越高，旱限水位对相应干旱程度的预警能力越强。旱警水位一般能较为可靠预警中
度干旱及以上，旱保水位一般能较为可靠预警重度干旱及以上。

3 湖泊旱限水位动态控制方法

为进一步提高旱限水位的预警作用，辨识湖泊在来水比预期偏枯时隐藏的干旱缺水风险，在分
级分期旱限水位的基础上，建立湖泊入湖流量中长期预报模型，对湖泊旱限水位进行动态控制。基
于预报入湖流量的旱限水位动态控制流程如图 3 所示。
3.1 湖泊入湖流量中长期水文预报模型 湖泊入湖流量中长期预报涉及多种气象水文物理过程，运

用相关性分析和灰色关联分析对入湖流量及其影响因素（降水信息、历史入湖径流、湖泊蓄水位等）
进行辨识，得到影响入湖流量主要因素的预报因子集；神经网络可以反映多种输入变量与输出量的
映射关系，采用 BP 神经网络进行入湖流量预报 ［24-25］ ，为湖泊旱限水位动态控制提供决策依据。
3.2 湖泊旱限水位动态控制 根据入湖流量中长期预报模型结果，评估本月预报流量与频率入湖流
量的差异，对湖泊旱限水位进行动态控制。当本月预报来水较频率来水小时，需抬高旱限水位，提
前预警未来可能发生旱情，方便及时启动应急响应；当本月预报来水较频率来水大时，无需调整旱
限水位。
基于来水预报的湖泊旱限水位动态控制结果好坏与预报精度显著相关。若入湖流量预报精度较
差，旱限水位抬升可能会提前应急响应启动时机，使湖泊水资源未能充分利用，故需对入湖流量中
长期水文预报模型预报精度进行评估。

图 3 基于预报入湖流量的旱限水位动态控制流程

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