怒江干流水沙年内分配特征及其变化趋势

怒江研究基础严重滞后于流域资源保护与开发利用的需求。利用怒江干流贡山、道街坝和木城3个水文站历年月径流和悬移质输沙观测数据,运用集中度与集中期、Mann-Kendall检验和R/S分析等方法,研究怒江干流1964-2011年水沙年内分配时空特征及其变化趋势。结果表明:怒江干流径流呈缓慢上升趋势,但输沙上升趋势明显;怒江干流悬移质输沙年内分配集中度明显高于径流,径流和悬移质输沙年内分配集中度时间上呈波动下降趋势,空间上呈从上游到下游递减的趋势;径流和悬移质输沙年内分配多年平均集中期均在7月中旬,较降水集中期稍有提前;怒江干流径流年内分配集中度未发生突变,悬移质输沙年内分配集中度在1977年开始发生突变,在1995年后下降趋势明显;怒江干流径流和悬移质输沙年内分配集中度未来仍将延续波动下降的趋势,且悬移质输沙年内分配集中度的下降趋势比径流更强。     

加权马尔可夫链在银川地区降雨量预测中的应用

依据1960年～2008年银川地区的年降雨量资料,采用均值一标准差分级法,对其进行状态分级,分为枯水年、偏枯年、平水年、偏丰年和丰水年5个状态。根据马尔可夫链预测方法,验证了该降水序列满足马氏性,并以规范化的各阶自相关系数为权,建立了适用于银川地区年降雨量的加权马尔可夫链预测模型,实例验证结果令人满意。在此基础上结合模糊集理论中的级别特征值,预测了银川地区2009年及2010年的年降雨量。预测结果表明：银川地区2009年为偏枯年,年降雨量为150．45mm;2010年为平水年,年降雨量为177．38mm。最后采用平稳分布估计年降雨量各状态的重现期,结果显示银川地区年降雨量处于平水年和偏枯年的可能性较大。     

加权马尔可夫链在开都河径流预测中的应用

基于径流过程不确定性、不精确性的特点,可利用资料系列的均方差方法把径流序列分为不同的状态,在此基础上用加权马尔可夫模型预测径流状态,并根据级别特征值预测径流量.在开都河的实例应用表明:将加权马尔可夫链方法应用于径流量预测是可行的,预测精度较高.     

生命旋回——权马尔可夫链模型在径流预测中的应用

针对生命旋回模型无法反映径流序列随机性特点,将其与权马尔可夫链结合,提出了一种新的径流短期预报模型———生命旋回———权马尔可夫链预测模型。该模型用生命旋回模型模拟预测径流量序列的趋势项,用权马尔可夫链模型来对径流残差序列进行修正。将生命旋回———权马尔可夫链模型用于黄河唐乃亥水文站径流预测中,平均预测精度达到92.46%,合格率为100%,表明该模型预测精度较高,模型实用可行。     

权马尔科夫链在浑河沈阳城区段防洪规划中的应用

针对马尔科夫链模型在水文预测中的不足,提出基于权的马尔科夫模型。在传统马尔科夫链模型的基础上引入加权的概念,采用样本均方差方法将河流流量分成不同级别,以规范化的各阶自相关系数为权重,采用马尔可夫链的一步转移概率矩阵,以前期不同时段的状态作为初始状态,以其相应的转移概率矩阵的行向量作为预测时段指标值的状态概率,将同一状态的各预测概率的加权和作为处于该状态的预测概率,来预测和分析未来河流流量的状态,并以预测状态作为防洪规划的信息。文中以浑河沈阳站1960―2008年月均流量资料为例,对浑河沈阳城区段2015―2025年流量状态进行了预测,分析了出现丰水状态的概率和重现期,为浑河沈阳城区段防洪规划提供科学依据。     

考虑不同状态划分方法的马尔科夫链入库径流预测

针对传统马尔科夫链方法状态划分单一的缺点,考虑入库径流的分布特性、丰枯状态划分的模糊性及径流年内分布的不均匀性,分别采用均值-标准差法、频率法、模糊法及模糊-集对法对入库径流进行状态划分,采用一步预测与多步加权预测相结合的方式对大渡河瀑布沟水库入库径流情势进行预测,探究不同状态划分方法及预测方法对马尔科夫链径流预测结果的影响。研究表明:考虑径流年内分布的状态划分结果更为合理,常规马尔科夫链方法对径流预测准确性的影响明显。研究结果可为今后应用马尔可夫模型开展径流预测提供科学依据。     

加权马尔可夫链模型在韩江流域年径流状态定性预测中的应用

在介绍加权马尔可夫链预测方法的基础上,建立韩江流域年径流丰枯状态定性预测模型,经实例验证,获得较为满意的结果。     

基于马尔可夫链校正GM-BP模型的径流预测

为进一步提高中长期径流预报精度,以兰西水文站1959-2014年径流深数据为例,分别利用灰色模型和BP神经网络模型对径流深数据进行预测,采用马尔可夫链推求状态概率对预测结果校正,用最小二乘法对双模型校正结果进行耦合。模型所得组合校正预测结果通过平均相对误差、均方差和合格率进行统计描述,校正后的组合预测结果平均相对误差和均方差分别为12.72%和11.70,均要优于灰色模型和BP神经网络模型且90.91%的预报结果满足相对误差小于20%的控制条件。可见,耦合模型能有效规避单一模型已存在的缺点,基于马尔可夫链的修正结果可使预测精度进一步提升。因此,本研究提供的组合校正模型在一定程度上具有更好的拟合效果和预报精度,是一种具有实用价值的预测模型。     

梅雨强度的指数权马尔可夫链预测

利用梅雨强度指数的标准值，应用其指数均方差建立了强度状态的分级标准。在验证了指数系列满足马尔可夫链性质的基础上，针对梅雨强度指数系列为一列相依随机变量的特点，采用以规范化的各阶自相关系数为权重，用加权的马尔可夫链来预测和分析未来年份的梅雨状况，并运用马尔可夫链性质得到了各梅雨状态发生的极限概率。最后以长江中下游地区46年的梅雨强度指数资料为实例，对该方法进行了具体的应用，获得了令人满意的结果。     

简化悬移质输沙率测验方法探讨

水文测验先进设备的应用,对传统悬移质输沙率测验方法提出了新的问题,本文对卡伦山水文站悬移质输沙率测验方法进行精简比测试验分析,并对简化方法的成果精度进行了验证,探讨了简化悬移质输沙率测验方法的可行性。     

基于初值优化的灰色-马尔科夫傍河水源可靠性分析

傍河水源取水可靠性论证需要对河流的径流量进行分析,为提高河流径流量预测的准确性,本文提出了基于初值优化的灰色-马尔科夫模型来预测河流流量状态的方法,该方法分别将系列第一时刻的数据、最后时刻的数据以及前一时刻的数据作为初始条件,对各预测结果进行了加权平均,建立优化后的GM(1,1)模型,再用马尔科夫模型对灰色预测结果进行修正。运用该模型对辽河的巨流河水文站2000-2010年1月和2月的径流量预测值与实际值进行对比,预测精度较高。表明初值优化的灰色-马尔科夫模型预测方法可行,其预测较准确。文中利用该模型预测了未来10年区段枯水期的河流径流量,进而分析了区段内拟建傍河水源地取水的可靠性,为拟建水源取水工程的水资源论证提供了技术依据。     

模糊马尔科夫链预测模型在桂江流域径流预测中的应用

在马尔科夫链预测时需要把研究对象划分为不同的状态,而状态划分具有模糊性.提出了一种基于模糊的马尔科夫链预测模型,介绍了建模的方法和步骤,给出了模糊马尔科夫链的概率计算公式.将模型应用于桂江流域年径流预测分析,结果表明,预测与实际情况一致.     

Combination of Runoff Simulation with Sediment Modeling in Rivers and Its Application in the Lower Yellow River

Abstract

Previous research on runoff show flow and sediment movement in rivers, and river bed variations are usually separated. This paper, from the point of view of the basin as a whole system, presents an integrated approach by combining runoff simulation with numerical model of sediment transport in rivers to simulate the whole processes of hydrological variables and flow-caused bed variations from the very upper part of the basin to the river mouth. To accomplish this purpose, BTOPMC, a rainfall-runoff model, and NUSTM-1D, a well-developed numerical model for sediment transport and river bed variations, are selected to form a combined model. The application of the proposed model to the lower Yellow River shows that it can properly simulate rainfall-caused runoff, the change of suspended sediment concentration along the river, and river bed variation.     

高关水库入库径流状态预测

依据高关水库1971-2010年入库径流量资料,应用均值标准差法建立5级分级标准.针对径流量为相依随机变量的特点,以各阶自相关系数为权重,运用马尔可夫链模型预测未来一年的入库径流量状态.结果表明:该方法直观、预测准确、计算简便,为区域径流量的中长期预测提供了新的分析途径.     

三峡水库不同调控方式对坝下游河道演变影响

受长江上游干支流来水来沙减少、梯级水库蓄水拦沙等多方面因素影响,三峡水库坝下游水沙过程及河道演变发生了明显变化。采用数学模型作为研究手段,开展了三峡水库不同调控方式对坝下游河道演变影响的初步研究。结果表明:不同控泄流量对坝下游河道冲淤总量有一定影响,但影响程度有限,随着水库运用年限的增加,不同控泄方案间的差异有所减小;不同典型河段均表现为河槽冲刷下切、洲滩冲刷萎缩的演变趋势,且随着时间的延长,冲刷强度有所减小,河段的河势总体变化不大,平面形态及深泓摆动幅度较小;控泄洪峰流量减小后,河道演变的趋势变化不大,但大部分河段的河槽冲刷增大,表现为河槽冲深增加和槽宽增大。     

塔里木河流域径流量预测分析

因径流量预测中伴随着随机性、灰信息性的特点,传统的数学模型难以解决复杂的非结构化问题。在参与塔河流域多个水文控制站点径流量预测的基础上,探讨了GM(1,1)与BP算法在径流量预测中的有效性及存在的一些问题。首先用灰色关联理论对相关序列的灰色绝对、相对、综合关联度进行了分析;然后建立了GM(1,1)模型,讨论了在原始序列准光滑条件满足、1-AGO准指数规律满足条件下GM(1,1)模型模拟随机振荡序列的局限;最后建立了神经网络模型,应用BP算法训练网络权矩阵和偏置,对径流量的历史演变进行了仿真模拟,对预留年份的径流量作了预测检验。     

珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量的模拟

本文利用一、三维水动力与泥沙耦合模型,计算珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量,构建其收支模式,并分析水沙迁移路径与泥沙沉积特征。研究表明,西江为最主要的水沙输入源,磨刀门为最主要的水沙输出口门,蕉门次之。夏季泥沙以淤积为主,上游汇入的泥沙,有39.4％沉积于河网区,其余60.6％经八大口门输入珠江口后,有59.5％发生沉积,另外1.1％输入外海。河网区的水沙输送由径流控制,而河口区则由径流、潮汐、季风等因素控制。河网区各区域的沉积特点因动力条件的差异而呈现不同的规律,大量泥沙在西江干流、虎门水道淤积。珠江口中以内伶仃洋与磨刀门海域的沉积量最大,泥沙在西滩周边和磨刀门海域快速沉积,其中磨刀门海域淤积最为强烈。     

长江中下游水沙通量变化规律

采用水文学、泥沙运动力学与数理统计学相结合的研究方法，对宜昌和大通两个测站近五十年的实测水文、泥沙资料进行分析，以探究长江中下游水沙通量的变化规律。研究表明，水量由中游向下游沿程递增，但各测站的年均增幅不明显；长江中下游泥沙主要来源于长江上游地区的金沙江和嘉陵江。其次是汉江、洞庭湖和鄱阳湖等水系；长江流域来沙主要以悬移质形式下泄，悬沙通量由中游向下游沿程递减，同时各测站悬移质输沙量也逐年呈阶梯性递减趋势；长江中下游水沙通量有明显的季节性变化，洪季通量值明显高于枯季；悬沙颗粒主要由极细砂和粉砂组成，自中游向下游，泥沙颗粒逐渐细化；由于江阴河段附近边界条件的限制，该区域的悬沙粒径明显小于其上下游河段。