年径流预测的遗传门限自回归模型

为有效利用年径流时间序列资料所隐含的时序分相依性这一重要信息，推进出用门限自回归模型（TAR）来预测年径流，并研制了TAR建模的一整套便通用的方方案，用所提出的改进遗传算法，可同时优化门限值和自回归系数，从而解决了TAR建模过程所涉及的大量复杂寻优工作这一难题，为TAR模型的广泛应用提供了强有力的工具。实例计算的结果说明这套方案是可行的和有效的；通过门限值的控制作用，TAR模型可以有效地限制模型误差，从而保证ATR模型预测性能的稳健性，提高预测精度，该方案具有通用性，在非线性时序预测中具有重要的理论意义和实用价值。     

基于率定量化标准系数的SPA年径流预测

针对集对分析(set pair analysis,SPA)在径流预测中径流集合量化标准仅根据主观经验确定的问题,提出了率定量化标准系数的SPA年径流预测模型,即首先对量化标准系数进行率定,再用SPA模型对径流进行预测。将该模型应用于长江宜昌站,并与经验标准预测结果进行对比。结果表明,率定量化标准后的预测结果能更好、更准确地反映原序列的变化,精度更高。     

基于集对分析的年径流自组织预测模型

准确预测径流量对水资源科学管理具有重要意义.针对年径流量与其影响因子关系复杂的特点,利用自组织数据挖掘理论分析并描述两者之间的联系,同时,以集对分析为基础从同、异、反3个方面来刻画模型计算值与实际值之间的接近程度并建立相应的筛选外准则,以进行中间模型的评价及选择,从而构建了基于集对分析的年径流自组织预测模型(SPA-GMDH).实例结果表明:SPA-GMDH模型能够自主地选择对年径流量作用显著的输入形成最终模型,其拟合及预测效果良好.     

基于秩次集对分析的年径流预测模型

简要介绍了集对分析原理,提出了秩次集对预测模型。以岷江紫坪铺站年1937~2003年63 a的径流资料对秩次集对模型的预测效果进行了验证,并与自回归模型和BP模型的预测结果进行了对比。比较结果表明:以相对误差e≤20%合格为标准,秩次集对模型的预测合格率为100%,而自回归模型和BP模型的预测合格率为93.3%。此外,秩次集对模型原理清晰,计算简单,预测精度较高。     

年径流预测的G-SPA模型及其应用

提出了以几何形式表示集对的G-SPA模型,该模型以向量之间的夹角、相关系数、欧式距离以及向量的模为指标对径流集合建立对应的指标集合,将指标集合的相似度作为判断径流集合相似度的依据,其优点是不仅考虑了径流大小的相似性,而且考虑了径流变化趋势的相似性。将G-SPA预测模型应用于沱江三皇庙站年均流量预测中,并分别与GRNN神经网络模型以及AR(2)模型的预测结果进行了对比。结果表明:G-SPA模型预测的平均相对误差为16.42%,预测结果优于GRNN模型和AR(2)模型。     

小波网络模型在年径流预测中的应用

结合人工神经网络（ANN）的较强非线性逼近功能和自学习、自适应特点。充分发挥两者优势，将小波分析与人工神经网络进行耦合（即小波网络模型）。将非线性时间序列实行小波变换．再以小波变换序列作为ANN的输入、原始时间序列作为ANN的输出，最后训练网络并进行预测。     

基于集对分析的径流丰枯分类探讨

年径流丰枯不仅与年径流大小有关,而且与径流的时程分配有关。传统径流分类方法仅考虑到年径流大小,而未考虑时程分配信息。以长江寸滩水文站55 a逐月流量资料为依据,选用集对分析法,以分类集合与分类标准集合构造集对,用联系度描述集对的关系并进行年径流丰枯分类。提出了联系度、联系度元数K及联系数的确定方法。研究表明,集对分析法较常规方法更能反映年径流丰枯实际,在水文水资源分析计算中具有一定的推广应用价值。     

基于联系数的安徽省抗旱能力综合评价模型

为合理确定区域抗旱能力评价指标体系及其评价等级标准,在随机、模糊等不确定性影响因素下建立了有效的抗旱能力定量评价模型,利用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和变异系数法分别计算了指标的主客观权重,建立了基于联系数的抗旱能力综合评价模型。该模型从样本、子系统、指标3个层次表达评价样本的抗旱能力,并采用置信度准则对评价结果进行了补充验证。运用该模型综合评价了安徽省17个地级市2007年的抗旱能力,提出了提高抗旱能力的建议。结果表明:①提高农业用水效率、改善种植结构是增强安徽省抗旱能力的有效途径之一;②抗旱能力建设必须在科学的指导下分阶段、有的放矢地进行,短期内应加强工程与非工程抗旱能力建设,长期抗旱能力建设主要是提高科技抗旱水平以及生态抗旱能力,实现人与自然的和谐共处。     

基于集对原理的年径流状态时序变化特性分析

提出了基于集对原理的年径流状态时序特性分析法.该法在年径流状态划分的基础上,用年径流状态时间序列来构造集对,通过联系度中的同、异、反来反映t年径流状态与t Τ年径流状态的转换特性.长江干、支流上的几个水文站年径流的状态时序特性分析表明,建议方法概念清楚、计算简单、结果合理.     

最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型在年径流随机模拟中的应用

年径流随机模拟是水利工程体系规划设计和运行管理的依据。基于最近邻抽样随机原理,应用最大熵分布模型,建立了最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型。以陕西省神木站年径流量为例,进行了该站年径流的随机模拟。结果表明,应用文中方法可以保持序列统计参数的特性;最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型是年径流随机模拟的一种新途径。     

年径流预测的Shepard插值模型

年径流现象是多种因子综合作用的结果,各预测因子与年径流之间是复杂的非线性关系。目前提出的年径流预测模型大多用显式函数来表示,其具体的函数形式需随研究地区的不同而作相应的改变,求解这些函数一般较复杂。实际预测工作则常常是把本次年径流的预测因子值与当地年径流预测因子历史样本系列逐个进行比较分析,实践表明这种方法行之有效。为此,提出用Shepard插值方法构建年径流预测的新模型（SP模型）。实例研究的结果说明,SP模型简便、实用性强,可在径流中长期预测中广泛应用。     

基于可变集聚类理论的年径流聚类新方法

将可变集中的聚类理论与年径流分类研究相结合,提出了年径流量聚类新方法。新方法考虑了汛期径流量、汛期向枯水期过渡的中介期径流量、枯水期径流量等因子或指标对年径流量分类的不同影响。通过实例分析,比较了新方法与常规方法（均值标准差法）和集对分析分类法的异同,表明新方法在理论与实际应用上的合理性与科学性,可应用于水文水资源系统年径流丰枯分类;最后分析了常规法、集对分析分类法在年径流分类中存在的问题及其理论根源。     

昭通横江流域年径流预测

针对昭通横江由南到北贯穿昭通全境,水资源量丰富,但南北差异大,南部少、北部多的特点,根据流域内水文站实测年径流、大气环流指数、海温指数及其他指数等资料系列,采用多元回归分析法拟合1981—2010年径流,建立了预测模型,验证、预测分析了2011—2016年径流量。结果表明:干流控制站预测精度高于干流上段及支流代表站,水利工程建设等人类活动影响是导致出现这样结果的主要原因;多元回归分析在横江流域径流预测中具有一定的适应性,但因指标的差异及相关参数可获取性的差异,预测结果存在区域间、等级间的差别。     

基于小波分解的日径流逐步回归预测模型

本文以预测水文站的上游水文站的日径流序列为依据,利用小波分解和重构得到预测水文站及上游水文站的日径流序列在1~4尺度下的概貌分量,然后以各站的原始径流序列及其在不同尺度下的概貌分量为候选预报因子,建立了径流逐步回归多步预测模型。计算实例表明,由于引入了上游水文站的径流序列并提取了各站径流序列的不同尺度下的概貌分量,本文提出的基于小波分解的日径流逐步回归预测模型的预测精度高于小波网络模型和多元自回归模型,能对非凌汛期未来1~3d以及凌汛期1~7d的日均流量进行预测,可为制定水电站未来的发电计划提供科学的依据。     

基于多步预报模型的径流中长期预测研究

针对径流中长期预报模型中广泛存在的不确定性问题,在以往研究的基础上,建立了基于最近邻回归预测的径流中长期多步概率预报模型。介绍了该模型的计算方法和重要参数的选取方法,并应用于实例预报工作中。结果表明,该模型在4个月的预报期内,具有较高的概率预报精度。同时,该模型概念清晰,避免了参数不确定性,不仅能够提供常规的确定性预报结果,而且能够给出在不同置信水平下的预报置信区间,便于量化预报风险,为最优决策的制定提供依据。     

基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型

针对现有集对势方法难以进一步挖掘联系数中不确定性变化信息问题,提出将三元联系数减法集对势看作一个服从正态分布的随机变量,采用95%置信水平下置信区间的长度来反映不确定性大小,建立了基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型。以宿州市为例对构建的模型进行了验证,评价结果与现有的减法集对势、半偏减法集对势方法相一致,说明基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型合理有效;该模型得到的评价结果不是一个数值,而是一置信概率区间,提供了关于评价结果可靠性方面的信息,能够反映在多种不确定因素综合影响下的旱灾风险实际情况,在水资源保护系统不确定性分析评价中具有应用前景。     

基于集对分析联系数的合肥市水资源承载力评价

为科学指导合肥市水资源综合规划与管理,在综合分析水资源承载力与水资源-社会经济-生态环境系统相互关系的基础上,从支撑力、压力、调控力子系统选取13项指标,建立合肥市水资源承载力评价指标体系,运用集对分析联系数评价模型对合肥市2011-2016年水资源承载力进行综合评价。结果表明:合肥市2011-2015年水资源承载力评价等级为3级,2016年为2级,整体形势严峻,承载能力较差,但已有所改善,发展趋势良好;运用减法集对势理论,确定指标人均水资源量、产水模数、植被覆盖率、人口密度、水资源开发利用率、生态用水率是导致合肥市水资源承载力不足的主要因素。