各种最优定阶准则的自回归模型集成预报方法研究

本文采用人工神经网络方法，将目前国内外最为常用的几种自回归模型（ＡＰ（Ｐ））定阶准则确定的各种最优阶数的自回归模型进行集成预报试验。结果表明，集成预报模型的预报能力要优于每一种最优阶数的自回归模型，且具有一定的稳定性。这为平均温度的短期气候预测以及其它学科的预测研究提供了思路和方法。     

木兰达河 香磨山水库预报方案

香磨山水库是以防洪、灌溉为主,同时又以发电养鱼为辅的综合利用的中型水库。集水面积388平方公里。为确保水库的安全,为政府作出科学防汛决策提供准确专业数据,特制定本方案。本方案是以降雨量基础,通过分析降雨类型,计算流域前期影响雨量,确定最大初损1m及折减系数K值;又对径流过程作分割并绘制多条退水曲线。通过径流量计算,绘制出降雨径流三变量关系图,以预报径流深。采用经验单位线法,计算出降雨中心在上游、下游和均匀降雨的三种类型洪水过程。又对水库水量进行调洪演算并绘制出调洪演算工作曲线图。在成果的精度评定中采用33个实洪水。用产、汇流综合成果与实测洪水过程比较合格率为79%,完全满足洪水预报要求。     

经验模态分解与均生函数-最优子集耦合模型在年径流预测中的应用

针对径流时间序列的非平稳特性及中长期预测精度低的问题,本文提出一种新的耦合预测方法：基于EMD分解的均生函数-最优子集回归（Mean Generating Function-Optimum Subset Regression,MGF-OSR）模型。首先利用经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）方法对汾河上游上静游、汾河水库、寨上和兰村4座水文站的年径流序列进行平稳化处理,分别得到若干个固有模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）。对各阶固有模态函数分别建立MGF-OSR模型并进行预测,趋势项用直线拟合的方法进行预测,然后通过重构各预测值得到汾河上游4座水文站年径流量的预测结果,并与单独运用MGF-OSR模型的预测结果进行比较。结果表明,运用基于EMD分解的MGF-OSR模型对汾河上游4站年径流进行预测,准确率均为100%,确定性系数在0.975以上;而单一模型的预测准确率均为40%,确定性系数在0.732以下,耦合模型预测精度明显提高。     

闹德海水库洪水调度系统开发与应用

本文阐述了闹德海水库洪水调度系统中洪水预报子系统的设计与开发及应用。该系统自2001年汛期投入运行至今,洪峰预报精度达到85%以上,径流量预报精度达到90%以上,水库利用该系统进行汛限水位动态控制,由汛期敞泄变为汛期蓄水,水库的洪水调度工作实现了历史性的突破。     

闹德海水库洪水调度系统开发与应用

本文阐述了闹德海水库洪水调度系统中洪水预报子系统的设计、开发及应用。该系统自2001年汛期投入运行至今，洪峰预报精度达到85％以上，径流量预报精度达到90％以上，水库利用该系统进行汛限水位动态控制，由汛期敞泄变为汛期蓄水，水库的洪水调度工作实现了历史性的突破。     

中长期水文预报研究现状

水资源的开发和利用,是一个综合了水利水电工程、水文学及水资源和电力系统自动化等多门学科知识的系统工程,涉及到洪水预报、水文预报、水库调度、库群补偿发电优化调度等一系列问题。其中,由于降雨形成径流的复杂过程,导致水文预报成为具有随机性、多阶段性、非线性、离散性等特点的复杂数学问题,也使得它们长期以来成为水电系统中的研究热点和难点。     

龙门水库和安各庄水库集水区不同径流效应的影响因子探究

龙门水库和安各庄水库同属于白洋淀流域,且地理位置上相邻。按水库库容划分,都属于大（二）型水库,并且设计之初的水库功能都是以防洪为主,同时兼有灌溉、养殖等功能。本文运用1961年-2008年的水库径流数据,通过回归分析,发现两个水库上游来水量呈现逐年减少的趋势。虽然两个水库地理位置靠近,但是安各庄水库运行正常,而龙门水库近年来却几乎处在彻底干涸的处境。为了解释这种差异性,本文首先通过DEM提取了两个水库的集水区,然后从水库上游集水区的气候要素、地形要素、植被要素以及人类活动要素等影响因子着手,分析了这两个水库现状迥异的深层原因。分析结果显示：地形因素和人类活动因素是造成两个水库不同径流效应的主要原因     

近50年东江流域降雨径流变化趋势研究

基于东江流域近50年降雨、径流数据集,采用Mann-Kendall趋势检验、线性回归等方法,对流域的降雨、径流变化趋势以及两者之间的耦合关系进行了统计分析.结果表明:①年尺度下,东江流域径流主要来源于降雨,而由于人为调控,径流量在年内分配趋于均匀化;②月尺度下,雨季径流对当季降雨响应更为明显,人类活动对径流影响则在旱季更为突出.随着时间推移,旱季径流逐渐由纯粹依赖降雨演变为更多由人工水库、闸坝等补给调控,即人类活动对东江径流的影响有增强趋势.     

GRNN和遗传算法在赤潮预报中的应用操作

本文探讨了基于神经网络和遗传算法的赤潮预报模型,根据已有的海洋水质监测数据,运用统计学和人工智能的方法对赤潮预报进行了实际尝试。并将预测效果与传统的回归分析以及基于Fisher 判别准则的判别分析进行了比较。结果证明,这种方法在赤潮预测预报方面有一定的应用价值。     

基于改进自回归模型的风电场短期风速预报

本文提出了一种基于自回归模型和误差动态修订相结合的风电场短期风速预报方法。通过对张北单晶河某风电场70m测风塔2017年1-3月逐15min风速数据分析,发现该方法在风速短期预报中效果明显:对未来单步和4步风速预测中,与实测值相关性分别为0.9和0.8,平均绝对误差分别为0.8m/s和1.3m/s,均方根误差分别为1.3m/s和1.8m/s,预报结果较为理想,随预报步数的增加,预报误差逐渐增大。结果表明,新的预报方法是一种有效且简单易行的风电场风速短期预报方法。     

1957年至2005年塔里木河干流径流变化趋势分析

根据塔里木河干流1957年-2005年的年径流量监测数据,利用Mann-Kendall非参数检验技术和R/S法,对干流年径流量时间序列变化趋势进行分析,并在此基础上采用滑动t检验法和Mann-Kendall法对其突变点进行检验。结果显示:①近50年来,塔里木河干流的年径流量呈现显著递减的趋势,愈往下游线性下降趋势愈显著,随着时间推移,未来有继续下降的趋势,且下降的趋势会更加显著;塔里木河干流径流年内分配受人类活动影响强烈,主要集中在夏季(6月-8月),占全年径流量的50%以上;②突变点分析表明,阿拉尔、新渠满、英巴扎和恰拉水文站年径流量发生突变的年份分别为1972年、1972年、1973年和1972年,阿拉尔、新渠满和英巴扎3个水文站突变年份遵从自上而下的推移规律。     

高含沙河流汛期弃水量确定的分级最大值法

针对中国北方干旱半干旱缺水地区高含沙河流汛期洪水资源难于控制利用及评价的问题,以径流特征及水资源开发利用均具有典型性的泾河为例,根据河流径流特征和水资源利用特点,利用流域1933年-2001年汛期6月-10月的径流量、径流泥沙含量和引水量资料,基于它们之间的内在联系,把基本资料序列从小到大进行排列并划分成若干等级,通过对各等级的统计获得上三角形形式的洪水弃水系数与其影响要素之间的等级关系,提出汛期洪水弃水系数计算的分级最大值法,可快速准确地确定出不同沙限下的汛期洪水弃水量,通过与传统方法的比较,结果表明本研究提出的分级最大值法计算所得结果更为合理有效,为流域洪水资源的开发利用及评价提供一种行之有效的方法。     

河川径流与泥沙沿程曲线

研究河川径流、泥沙沿程分布规律时，本文提出的河川径流与泥沙沿程曲线法较传统的区间百分比柱状图的对比法为之简单、一目了然，是研究水资源空间分布规律的重要方法。     

青藏高原年楚河1961年至2000年的径流变化特征分析

基于青藏高原河流年楚河1961年-2000年天然径流量资料,选用Mann-Kendal分析和小波分析等方法对年楚河径流变化特征进行研究。结果表明：年楚河流域径流量年际变化相对平稳,年内分配极不均衡,丰水季节与枯水季节径流量相差悬殊,6月-9月径流量占全年65%,最大月径流量占全年24.56%;在1961年-2000年中,年楚河径流量呈现显著增加趋势,在1985年左右径流量发生突变性增加;日喀则和江孜两站5～8年左右时间尺度的周期震荡最显著,其次10～15年左右时间尺度的周期震荡也较为显著,两站径流量变化的主周期分别为5年和7年,次周期分别为13年和12年。年楚河流域气温升高引起冰川融水增加可能是年楚河径流量增加的主要原因,具体尚有待于进一步分析和验证。     

黑河上游地区基流分割及其变化特征分析

基流是枯水期河川径流的主要来源,是一种比较稳定的径流组成部分,对于干旱内流河流域水文模拟和水资源开发利用至关重要。本文基于1979年-2008年莺落峡水文站的实测流量资料,采用数字滤波法中的单参数数字滤波法和递归数字滤波法对内陆河流域黑河上游的流量过程进行了基流分割研究。探讨了黑河上游年基流量和基流指数BFI的年内与年际变化特征,以及不同水平年基流指数BFI变化规律。研究表明,黑河上游基流量年内变化为先增后减,峰值出现在8月份,基流指数则是先减后增,6月份最小。受气温升高和融雪径流影响,黑河上游基流量年际变化呈增加趋势,而基流指数呈减少趋势。在不同水平年,枯水年份的平均基流指数BFI为O．577,平水年为0．551,丰水年为0．521。     

黄河中游窟野河流域水沙变化影响因素定量评估

窟野河流域位于黄河中游砒砂岩分布区,生态环境极其恶劣,是黄河中游粗泥沙的主要来源区之一,近几十年来该流域径流和输沙发生了显著变化,因此深入探究窟野河流域产流产沙变化的原因及其影响程度,对推进黄河中游水土保持综合治理具有重要借鉴意义。本文采用Mann-Kendall非参数检验、突变点检验等统计方法,分析了窟野河流域1955—2015年年径流量和输沙量变化。根据水量平衡原理,通过弹性系数法和双累积曲线法,定量估算了不同时期气候变化（降水量和潜在蒸散发）和人类活动对径流量和输沙量变化的贡献程度。结果表明：①61年间窟野河年径流量和输沙量均呈现显著减少趋势,并在1996年发生突变,且自2012年以来其水沙关系发生明显变化。②该流域气候变化和人类活动对年径流量减少的贡献率分别为18.53%和81.47%,对年输沙量减少的贡献率分别为3.59%和96.41%。以植被恢复和煤炭开采为主的人类活动是导致该流域年径流量和年输沙量减少的重要原因。③该流域多年的水土保持和其他人类活动已较大程度地减少了流域产沙,但同时也大幅度地降低了本已短缺的水资源量,未来在全球气候变化背景下,参考之前的治理成效规划未来的水土保持工程和调整流域产业结构,达到生态保护和高质量发展是一个需要认真思考的问题。     

白洋淀流域1959年至2008年山区径流量变化规律及其动因分析

本文利用统计分析的方法,对白洋淀流域山区阜平、中唐梅和紫荆关等3个流量站1959年-2008年50年径流量资料的长期变化趋势进行分析,揭示了白洋淀流域水资源变化特征和趋势。结果表明,白洋淀山区径流年内分配不均匀,年际变化大,丰枯变化明显;50年来径流的年内分配不均匀性呈降低趋势,径流量总体上呈现明显下降趋势,20世纪90年代以来持续出现枯水期。利用保定气象站1959年-2008年的月气象数据和＂海河流域治理工程生态环境效应遥感监测与评估＂研究成果的5期土地利用数据,从气候和人类活动两个角度分析了径流变化的原因。认为气温升高、降水的减少是径流减少的主要原因。同时,工农矿用地面积的扩大而可能引起的用水量增大也是径流减少的原因之一。     

黑河流域莺落峡站水文过程变异点的识别与分析

水文过程变异点的识别与分析是近十几年来比较热点的问题之一,为准确识别黑河流域水文过程变异点,本文采用黑河流域莺落峡水文站1947年-2006年年径流序列资料,运用差积曲线-秩检验联合法来识别黑河流域水文过程变异点,并结合Brown-Forsythe法、有序聚类法、滑动F检验法来验证变异点的准确性,应用SPSS统计软件分析水文变异点前后数据变化特征。结果表明：黑河流域莺落峡水文站水文过程变异点为1959年和1979年,水文序列变化分为三个阶段,各阶段均值分别相差1.25亿m3、1.89亿m3。标准差值、变差系数值和偏差系数值变化显著,河流水文序列的趋势性和突变性特征反映了自然条件和人类活动对河流天然状态的水文序列产生了显著的影响。     

1956-2013年元江-红河流域径流变化及其影响因素分析

国际河流水文变化和跨境影响一直是国际关注的焦点,从全流域尺度分析径流变化特征及其影响因素可为跨境水资源合理利用和管理等提供科学基础。本文基于元江-红河流域干支流6个水文站径流数据以及64个气象站降水、气温数据,分析径流的年内分配、年际变化特征、径流变化趋势和周期性以及气候变化和人类活动对径流变化的影响。研究结果表明：①元江-红河径流年内分配不均匀,约80%的径流量集中于汛期（6-11月）。支流站点的径流年内分配变化大于干流站点,所有站点径流集中期均表现出提前的趋势;②径流年际变化剧烈,具有明显的丰枯特征,20世纪50年代中期-60年代中期为枯水期,60年代中期-70年代中期为丰水期,70年代中期-90年代初期为平偏枯水期,90年代中期-2002年为平偏丰水期,2002年以后为枯水期;③1956-2013年元江-红河年平均径流量呈减少的趋势,其中李仙江站减少趋势显著;R/S分析表明未来径流量可能呈增加的趋势;④蛮耗站和李仙江站的周期变化主要是4a、6~9a的年际变化和21~22a的年代际周期变化,Son Tay水文站在8~10a和21~22a的年际和年代际变化周期与上游蛮耗站和李仙江站基本一致;⑤流域降水变化是径流量减少的主要原因,人类活动一定程度上改变了径流年内分配特征,但对径流量变化的影响有限。