长江三峡水库径流随机模拟及其在调节计算中的应用

本文在总结国内外研究成果基础上,采用改进的典型解集模型和 AR(2)模型模拟宜昌站的径流序列,两种模拟成果的比较表明,AR(2)模型具有较好的统计特性。在模拟技术上先对宜昌径流作标准化正态处理,直接采用二阶自回归模型模拟出标准正态分布的旬、月径流序列,再通过概率转换为 P—Ⅲ分布的宜昌旬、月径流序列。这样不仅避免了由于采用纠偏公式所产生的误差,还可保证模拟序列不出现负值。经统计检验,模拟序列具有良好的统计特性及时序组合特性。模拟序列可作为三峡水库优化调度及检验优化调度成果的依据。采用模拟序列进行三峡水库水利计算及优化调度研究结果表明,宜昌实测105年径流序列具有一定的代表性,其中1946～1976年30年能较好地反映实测序列的各种主要统计特征,作为三峡可行性阶段水利计算的径流依据是合理可行的。研究结果还表明,三峡水库用常规方法进行的调度成果还有潜力可挖,需进一步研究优化调度,以提高三峡工程的综合效益。     

一种新的径流过程随机模拟方法

利用Copula函数构造边缘分布为PⅢ型分布的两变量联合分布,用以描述径流过程的年径流量与最大月径流量。根据该联合分布进行随机抽样,再优选实测径流过程,采用典型解集方法分解转化为模拟径流过程线,从而建立一种新的径流过程随机模拟方法。基于Copula函数的解集随机模型与现有的径流过程随机模拟模型如季节性一阶自回归模型、典型解集模型相比,其所模拟的年径流量统计特征的相对均方差等指标均较优,能较好地模拟原序列的统计特性,为水文水资源随机模拟研究提供了一种新的途径。     

秃尾河1967—2007年径流变化特性分析

利用秃尾河高家堡站1967—2007年径流数据,对秃尾河径流年内、年际的变化进行了分析,并对年、月径流序列进行了Mann-Kendall检验,结果表明:①1967—2007年年径流量呈显著下降趋势;②径流量的年内分配呈双峰型,1967—2007年各月径流量均呈减少趋势,汛期径流量占全年径流量的比例逐渐下降,非汛期径流量占全年径流量的比例上升,1970年后径流年内分配的不均匀系数和集中度较之前明显减小;③秃尾河径流减少和年内分配均匀化是气温上升、水土保持措施以及水利工程建设等共同作用的结果。     

径流年内分配的随机模拟

水库的径流调节计算，工农业发展规划设计，都要考虑径流的年内分配。因此研究径流年内分配是非常必要的。另外由模型模拟出诸多的自然交替序列，作为系统输入，根据系统特性及设计要求进行分析计算，得出相应的多种系统，多种输出，显然仅比一个特定的实测序列作为输入得出的系统更相应，更有助于整个系统的规划设计和运行管理，并做出科学决策。     

汉江上游洪水特性复杂度分析

以汉江上游的两个代表站——石泉和安康水文站的年径流量及年最大洪峰流量时间序列为例,对径流特性和暴雨洪水特性进行了分析,结果表明:洪水年际变化极不稳定,流量变化幅度很大,年最大洪峰流量变化呈下降趋势;径流年内分配丰枯明显,径流年际分配不均匀,径流量总体呈下降趋势。现采用近似熵(ApEn)及算法复杂度C0作为复杂性测度,对石泉、安康水文站的年径流量和年最大洪峰流量序列进行了复杂性分析,分析得到年径流量的复杂性比年最大洪峰流量的复杂性大,即年径流序列的随机(复杂)程度越大。这一有益的结论表明年最大洪峰流量的可预测性大于年径流量,进一步研究年最大洪峰流量的预测方法对水库防洪具有重要的意义,并为汉江上游的防洪与发电调度起借鉴作用。     

乌江流域径流随机模拟研究

以乌江流域为例,应用水文系统理论对流域年来水总量序列进行分析研究,并采用自回归滑动平均模型进行模拟,然后通过分析干流主要电站区间流量的空间和时间相关关系采用解集模型实现了对乌江流域4个主要电站的月径流模拟.经分析,模拟结果合理,能较好地反映乌江流域径流特性,满足生产需求.     

相空间重构支持向量机在径流模拟中的应用研究

将相空间重构理论引入月径流模拟中,利用C-C算法进行相空间重构,将一维径流时间序列拓展为多维,基于交叉验证支持向量机(CV-SVM)原理及方法,构建以相空间重构理论与支持向量机相结合的径流时间序列模拟模型,并构建传统BP、双隐层BP及GA-BP径流时间序列模拟模型作为对比模型,以盘龙河龙潭寨月径流时间序列为例进行分析。结果显示:基于相空间重构理论的CV-SVM模拟模型能较好地处理复杂的径流序列,在长达200个月的测试样本模拟中,平均相对误差e MRE、最大相对误差e MaxRE分别为0.571 7%,5.526 7%,决定系数DC和合格率QR分别为0.999 9和100%。表明该模型具有较高的泛化能力和模拟精度,模拟效果明显优于传统BP、双隐层BP模型,甚至优于GA-BP模型;表明研究建立的基于相空间重构理论的CV-SVM模型用于径流模拟是合理可行的,可为径流模拟提供方法和参考。     

梯级水库建设运行对河流径流影响定量化分析

掌握河流径流特性是梯级水库自规划到建设、再到投运期间贯穿始终的重要研究工作。以金沙江中游梯级水库为研究对象,分析该河段梯级水库自2010年相继蓄水发电以来对干流径流特性的影响。以流域出口控制站攀枝花站为研究对象,石鼓站为参照站,选择不均匀系数(变差系数)为指标,采用双样本F检验、Mann-Kendall突变检验和流量历时曲线等方法,从年际、年内、月内等多个时间尺度视角出发,对其径流变化及其分配特性进行定量化分析。分析结果表明:(1)金沙江中游梯级对径流的年际变化规律影响有限;(2)金沙江中游梯级对径流的年内逐月分配有一定影响,但影响程度有限;(3)金沙江中游梯级对径流的月内分配尤为显著,在梯级水库建设运行期高流量分布存在着枯季偏大、汛期偏小的普遍规律,而低流量分布无论枯季、汛期均呈现偏小的态势,而且量化影响更为明显。分析成果可为实际应用提供一定的参考。     

奴各沙站径流序列统计特征分析及其随机模拟

文章通过统计参数和自相关分析,对雅鲁藏布江奴各沙站天然年、月径流序列进行了分析,得出年径流序列离散程度较大,月径流统计参数随季节而变等有价值的结果.进而本文以实测41年径流资料为基础,应用线性平稳自回归模型和季节性一阶自回归模型,分别对奴各沙站年、月径流序列进行了随机模拟.     

径流年内分配不均匀性的度量指标及其应用

河川径流的年内分配不均匀性直接影响水利工程的运行方式。为准确度量径流年内分配不均程度,尝试引入变率指数FI、分摊熵A_E、基尼系数Gini、集中指数CI、余期望系数SEI和赫氏指数HHl等六种度量指标,并以沂河临沂站天然月径流为例,分析各指标的适用性及存在的不足。结果表明,各指标年际变化相似度极高,峰、谷值出现时间基本一致,可以使用其中的任何一个指标度量径流年内分配的不均匀性;Gini考虑了径流年内时程分布及各月径流量大小的影响,能够定量地评价径流年内分配的不均匀程度,比其他指标有更高的分辨力,用Gini度量径流年内分配不均匀程度最合适。     

水电工程三维可视化模拟研究

就通过对三维空间数据、地形、地物模型的建立以及对施工过程三维模拟技术的研究，对水利水电工程三维可视化模拟提供依据。     

吉林西部水-岩相互作用反向模拟

根据研究区的水文地质条件,结合热力学原理和化学原理,确定典型剖面和矿物相,采用反向地球化学模拟软件NETPATH2.0,对吉林省西部地区水-岩相互作用进行模拟,从而对潜水水化学演化进行分析。典型剖面上的模拟结果表明:第四系孔隙潜水在径流排泄过程中,主要发生了矿物的溶解和沉淀,以及Na+、Ca2+之间的离子交换,使得沿剖面上的水化学类型发生了相应的改变。     

河流泥沙与磷作用情景模拟及分析

泥沙是河流水环境系统的重要组成部分,泥沙运动过程和泥沙吸附解吸作用对河流水质具有显著的影响。天然河流中泥沙运动状态存在一定的变化,尤其是河流上修建大坝蓄水后,库区泥沙运动过程的变化更加明显,相应也会引起水环境条件的改变。本文采用挟沙水流水质一维数学模型,以磷为代表污染物,在一定的水流、泥沙和水质的计算条件下,对泥沙稳定吸附、泥沙淤积、床沙冲刷和不同冲刷位置等4种情景对水环境的影响进行了模拟和分析。通过模拟说明了特定条件下泥沙运动状态和吸附特性变化对水环境的影响,从而为进一步认识天然河流中泥沙对水环境的影响提供支持。     

碾压混凝土坝温度场与应力场全过程仿真分析

 根据碾压混凝土坝的施工特点,基于有限单元法, 对彭水水电站碾压混凝土重力坝溢流坝段的施工期和运行期（共长达2 001 d）的温度场、 应力场进行全过程仿真计算。温度场计算考虑了逐日气温变化、混凝土的水化热以及入仓温 度、库水等对坝体温度的影响;应力场计算考虑了自重、静水压力、温度荷载、混凝土徐变 、随龄期而变化的混凝土弹性模量等因素,对施工过程中渡汛泄洪冷却、施工入仓温度、寒 潮袭击等多种工况进行了分析,提出了合理的施工程序及温控措施。仿真结果表明,环境温 度、入仓温度对碾压混凝土坝的最高温升、温度场及应力场分布有着明显的影响。     

城市暴雨管理模型应用研究进展

回顾了城市暴雨管理模型SWMM的发展过程,着重分析了模型开发关注的重点问题:子流域划分尺度、模型参数的选取和设定、参数不确定性及灵敏度分析、参数的率定、模型结构的不确定性分析、模型开发与耦合等,对模型在水文过程模拟、水动力过程模拟、水质过程模拟3个方面的应用进行了评述,并对模型未来的优化应用和开发提出了建议和展望。     

八五三农场地下水数值模拟

文章应用三维地下水流和溶质运移模拟评价软件,模拟了八五三农场场区内地下水流情况.通过对模型的校正和识别,使所建立的数学模型能够较好地反映当地的实际水文地质条件.     

分汊河道三维紊流数值模拟研究

分汊河道水流计算方法研究,是准确模拟分汊河道水流运动,研究分汊河道泥沙运动、河道演变规律和水质变化规律的基础。选用三维RNG k-ε紊流模型,对长江镇扬河段世业洲汊道水流进行整体与局部的数值模拟,并采用刚盖假定法与VOF法分别对其自由表面进行处理,比较分析两种方法在分汊河道水流模拟中的差异。     

构建基于XPC目标的实时仿真测试系统

利用MATLAB提供的Simulink、R1W(Real-Time Workshop)、XPC Target等工具箱及I／O硬件，可以很容易实现数学模型的建立、可执行程序的生成、宿主机一目标机的通信连接以及与外部实物的数据交换，构成基于双机模式的实时仿真测试系统，进行半实物仿真，来实现控制系统的快速原型化、硬件在回路中的测试、控制器的算法选择和参数优化、信号波形的跟踪显示等功能．文中详细介绍了如何基于XPC Target环境构建实时仿真测试系统．     

数字化变电站网络仿真平台探讨

通信网络设计是数字化变电站系统设计的核心内容之一，直接关系到数据传输的实时性和变电站各种功能的实现。文中提出了利用网络仿真平台对变电站通信网络进行设计的构想，分析了在数字化变电站不同的发展阶段，通信网络设计的主要内容和网络仿真平台的主要功能及意义，介绍了其结构和仿真流程，重点讨论了仿真模型、仿真内核、通信分析器等开发过程中需要解决的几个关键问题。     

堆石坝施工调度与仿真模拟系统的研究

 针对堆石坝施工具有工期紧、不同料物分区填筑、料物运输强度大等特点,分析了堆石坝施工调度与仿真模拟系统应具有的功能和设计原则,提出了将施工信息管理与优化调配结合、信息管理与可视化技术结合的设计思想,系统地讨论了各功能的主要内容及实现方法,并设计开发了相关工程的实用软件