水文預報與水資源優化管理是當今水文學科的重要分支，對于預報區域內未來水文狀況具有重要的作用�；�于水文預報與水資源優化管理技術，以昌吉地區近十年來的8個水文站實測數據為支撐，引入周期迭代ARIMA技術進行水文計算及預測，確定昌吉地區水資源參數、構建水資源管理模型;通過模型分析數據可知:依托構建的昌吉地區水資源管理模型，可有效提高吉昌區域的水資源綜合利用效率，減少水資源能耗，實現昌吉地區水資源優化管理。

　　[關鍵詞]昌吉地區;水文預報;水資源管理優化;ARIMA技術

　　水文預報與水資源優化管理是當今水文學科的重要分支，對于預報一定區域內未來時間的水文狀況具有重要的作用。水文預報技術是基于當地觀測和采集的各種詳細的水文數據，通過一定的算法和數據模型來進行計算和預報未來水文狀況、趨勢的一門應用性水文科學技術[1]。但是，在我國現階段對水文預報和水資源優化管理技術的研究中，由于受到水文測試設備精度低、水文環境差以及水文數據信息缺失等條件的影響，有許多地區未建立起精度較高的水文預報方案[2]。同時，由于水文預報是依據時間序列進行的，具有強烈的時間參考性，因此必須依托時間序列來進行統計分析�；�于此種現狀，應用統計學方法和周期迭加算法的長期預報計算方法在較小流域水文預報等水文工作方面有著其他方法無法相比的優勢。在我國新疆昌吉回族自治州內，流經該區域的河流多達八條，而昌吉回族自治州長期以來由于水文監測設備缺乏和缺少必要預報手段，不利于該地區抗旱工作的預防，因此開展相關水文預報工作勢在必行。本文以昌吉區域10年來8個水文站實測數據為支撐，根據實際水文預報問題，構建了精度較高的長期預報方案，并嘗試對昌吉地區2019年水文狀況進行預報。

　　1構建昌吉的水資源優化管理模型

　　1.1昌吉地區水資源分析

　　昌吉回族自治州位于新疆維吾爾自治區，在昌吉回族自治州內，由于水資源管理并沒有明確的產權信息和管理辦法，在水資源管理過程中，就導致了水資源調度上的不合理和利益協調上的欠缺。不利于水資源的管理。在水資源管理過程中，對水資源統一管理造成巨大阻礙，也會對科學合理調度利用水資源造成影響，激化水資源供需矛盾。新疆地處干旱半干旱地區，淡水資源十分匱乏，獲取淡水資源的主要途徑是對地下水的挖掘。存在水資源開發規劃混亂地下水開采不合理的現象，隨著近年來昌吉地區的人口顯著增加，工業發展速度加快，地表河流湖泊污染嚴重，同時對水資源的需求量也在急劇增長，因此水資源尤其是地下水的開采力度也在增大。但由于該地區缺乏相應的地下水開采規劃，對地下水隨意開采，導致地下水管理問題嚴重，嚴重時可能會引發水土流失及地面塌陷，甚至威脅人們生命財產安全[3]。昌吉回族自治州內由于水資源的扶持政策使得水資源定價過低，這也使得當地居民在節約和珍惜水資源方面認識不足，使得浪費水資源的現象非常普遍。水文預報及水資源優化管理理論不夠全面，在過去的研究中存在許多問題尚未解決，如水文資料不充分，干旱區域的產匯流體制狀況理論不完善;水文預報工作多集中在干旱預報方面，對徑流等方面認識不足;水文預測周期短，導致部分預測信息得不到有效利用;水資源優化管理體系不健全，實際應用性較低，單一預報的能力較差等促使昌吉區域內水資源緊張，為此對昌吉區域內的水資源進行優化管理，首先建立吉昌的水資源優化管理模型。

　　1.2引入周期迭代ARIMA技術進行水文預測

　　在構建吉昌的水資源優化管理模型過程中，需引入周期迭代ARIMA技術，對吉昌區域進行科學的水文預測，ARIMA(AutoregressiveIntegratedMovingAverageModel)技術是一種自回歸積分滑動平均模型技術，該模型技術能夠將預測水文參數的時間變化過程轉化為一個時間參數序列，并將用所有參數用近似的數學模型描述，從而將非穩定時間參數序列轉化為平穩時間參數序列。最后將時間參數序列的因變量滯后值以及隨機誤差項的實際值及滯后值進行回歸計算建立模型。通過時間序列的實際值來進行數學模型的計算就可以來預測未來水文參數值。ARIMA技術水文預測技術，將水文要素按照時間變化過程進行排序，并概括為多個周期序列的迭加數列，通過F檢驗判定顯著周期數量k，其數學表達式為:X(t)=∑ki=1Pi(t)+Δ(t)(1)式中:X(t)表示為t時刻的水文要素因子，pi(t)為t時刻的第i周期，而△(t)為t時刻的相對誤差[4]。

　　1.3確定昌吉區域水資源參數

　　結合昌吉區域水資源分析，以及昌吉區域水資源實際情況，在計算獲得的周期均值迭加預報和ARIMA技術預報結果的基礎上，繪制了2009-2018年昌吉地區徑流量與1月～6月降水量的散點圖，如圖1所示。在確定昌吉區域水資源參數過程中，分析發現昌吉地區存在兩種明顯的枯水現象:各年份的1-6月，在降水量為81～94mm時，河流年徑流量只有0.63億m3左右，稱枯水現象A;在1-6月降水量為121～130mm時，年徑流量在0.74億m3左右，稱枯水現象B[5]。而根據昌吉地區2017年以來的實際降水量和徑流水量，發現模型的預測結果符合實際水文參數。同時，根據模型的預測結果和徑流量、降水量的趨勢，可以對2018年的水文狀況進行分析。在2018年的1-6月間會存在兩個枯水期，降水量和徑流量均達到最小值[6];而在5-10月徑流量占全年88%以上，下半年徑流量占全年81%以上，來水高度集中。將其參數，代入到ARIMA技術水文預測技術中，實現吉昌的水資源優化管理模型的構建。

　　2實現吉昌的水資源優化管理

　　2.1提高水資源綜合利用效率

　　依托吉昌的水資源優化管理模型的構建，利用地理信息系統具有良好的分析空間數據的能力，對地圖也能進行數據采集和分析，大規模使用能夠對能源探索和地理環境勘探發揮重要作用。在鑒定水源污染程度和水資源優化配置時采用地理信息技術，探索水資源污染的原因，深入分析水資源污染的影響因素。對收集到的數據進行計算和歸納整理，用圖表的方式對所有相關因素進行數值量化，從而進行準確的空間分析[7]。我們使用昌吉區域內八個水文觀測站近十年來的水文數據，進行周期迭代驗算和ARIMA技術模擬參數計算，得到了近十年來的水文參數演算結果和相對誤差值，通過分析演算結果與實際水文參數的對比，得到了昌吉區域的水文預測結果。借助SPSS程序的時序分析模塊可以實現周期迭代和ARIMA技術預報。周期迭代計算主要由迭代程序來實現，通過周期均值迭加程序，對所有昌吉區域的水文數據依次進行輸入、計算、顯示預測結果、顯示預測圖像，最后得到參數演算和誤差的結果如表1所示。根據水文預報的相關標準要求以及昌吉地區水文預測的實際許可誤差，對演算結果進行分析，規定誤差值應不超過10%。按照誤差值的大小，規定了三個級別的評級標準:A等:誤差≤95%;B等:誤差≤90%;C等:誤差≥89.9%。我們判定該模型的合格率達到80%，A等標準達標率達70%以上。若排除實際年份的水文預報錯誤情況和計算誤差，則ARIMA技術的計算結果合格率達100%。整體預測結果和實際水文情況吻合，水文預測的整體趨勢也與實際情況相吻合，實現了水資源綜合利用效率的提高。

　　2.2減少水資源消耗

　　由于昌吉地區缺乏相關的水資源管理體系和相關水文預測系統，因此監管水資源的軟件應依據相關研究和體系來設計。當前在水文管理的研究中，已經有許多完善和成熟的水資源管理體系，相應的管理軟件也很多，使得水資源管理更加高效便捷。基于昌吉地區的水文實際狀況，我們應選用網絡交互式水資源數學構造軟件來進行管理。這種軟件能夠基于水資源數據和水文信息構建相關的數學模型，并通過微機技術提升模型的整體設計水平，從而實現該區域精確的水文管理。這種軟件的應用還能推動相關水文管理工作的進行，實現水資源優化管理水平，這樣才能追趕上其他地區水文工作的步伐。昌吉地區除去主要徑流外，地下水的水資源循環也是極為關鍵的管理優化部分。同位素技術能夠通過地下水排水量、地下河徑流以及地下水的補給等方面進行數據采集和處理，分析獲得該地區地下水資源的利用和污染水平�；�于同位素分析的水文技術，主要是通過同位素的技術特點和同位素標記程度來進行水文數據的分析。針對地下水的具體成分———氧與氫，同位素技術能夠追蹤淺層地下水同位素，最終取得理想的水文研究數據。同位素水文分析技術能夠獲得的具體數據量非常多，并且實際分析中有非常多的參數，必須具備許多相關的地下水文資料才可以進行分析。在昌吉地區的人口密集活動區域(城市、大型鄉村、工廠)，能夠有效利用該技術，然而在人口稀少、偏遠地區以及水文基礎資料缺少的區域很難適用。吉昌的水資源優化管理過程中，加大對干旱等水文預報系統的建設，建立水文數據的集中開發和未來規劃的管理模式，還需要引入可持續性、先進性、實用性及創新性的理念。在開發水文管理技術的過程中，應避免出現低水平開發或重復開發的現象;促進GIS技術為基礎的信息式水文預報系統的發展，同時還要強化深層次水文管理技術對干旱預警的模型分析研究，開發與研究干旱狀況仿真模型;深層次制定當地網絡化預報管理體制，建立健全干旱作業預報體制，進一步規范水文標準，進而提升水文預報工作的技術水平，減少水資源消耗，實現了吉區域內水文預報與水資源優化管理技術的淺析。

　　3結語

　　通過本文對新疆昌吉地區實際水文和水資源管理方面的問題進行深入的研究和分析，建立水資源管理模型，分析水文變化趨勢，優化水資源管理技術。實現了吉昌區域的水資源綜合利用效率提高，水資源能耗的減少，希望對該地區今后的水文預報和水資源優化管理工作提供幫助。

　　作者：劉小毅 單位：新疆昌吉水文勘測局