人民黄河

作者：喻谦花;冯峰;罗福生;霍继超;冯跃华;张鹏飞

单位：1.开封市气象防灾减灾重点实验室,河南 开封 475004; 2.黄河水利职业技术学院,河南 开封475004; 3.河南省黄河中下游水资源节约集约利用工程技术中心,河南 开封475004; 4.河南省豫东水利工程管理局,河南 开封 475004

关键词：城市内涝;ARIMAX模型;积水预报;开封市

针对暴雨引发的城市内涝问题,将多元时间序列ARIMAX 模型应用于内涝预报,考虑到积水变化过程是一个时间序列,其主要受到降水过程的影响,用该模型可更好地描述降水量与积水深度之间的关系,更精准地预测城市内涝积水深度及变化过程。将开封市12个内涝监测站数据进行筛选和分析,对数据进行预处理、时间序列平稳性和白噪声检验,通过绘制降水量与积水深度的自相关系数和偏自相关系数图,判断其是否拖尾,同时对时间序列进行差分操作，选用相应的ARIMAX 模型。利用贝叶斯信息准则(BIC)确定模型阶数,确定了12个内涝点对应的ARIMAX模型的最终形式。为了检验模型的精度,将基于12个内涝点建立的ARIMAX模型进行内涝预测,并计算预测值与实际内涝积水过程的MAE(平均绝对误差)、MSE(均方误差)、RSME(机器学习误差)。将开封市“7·20”特大暴雨的降水过程作为输入时间序列,进行内涝积水预测,并与实测值进行对比,认为2 h以内、50 cm以下积水深度的预报效果较好。通过“7·20”特大暴雨的实例验证认为构建的城市内涝ARIMAX预报模型适用性较强,进行更多的样本学习训练会取得更精准的预报结果。

来源：2022年第10期

《人民黄河》期刊编辑部

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