基于神经网络与遗传算法的洪水分类预报研究

针对水文模型参数的不确定性,对洪水进行分类预报,不同类型洪水采用不同预报参数,旨在提高洪水预报精度。基于BP神经网络模型,依据分类因子选取原则,选取6项具有代表性的影响因子作为模型输入,可将洪水划分成高、中、低3类。基于遗传算法,对3类洪水进行参数率定,获得3组不同的参数组,最终利用训练好的分类预报模型实现不同类型洪水的变参数预报。以大伙房水库25场历史典型洪水进行实例验证与分析,结果表明:分类预报结果的洪峰误差、峰现误差、确定性系数及典型洪水过程的拟合效果明显优于分类前。经训练后的基于BP神经网络与遗传算法的洪水分类预报模型可较好适用于大伙房水库,结果更贴合实测值,效果整体上优于分类前,方法可行、有效。     

大伙房模型在石佛寺流域洪水预报方案中的应用

为了提高辽河流域洪水预报精度,缓解流域下游的防洪压力,为水库防洪调度提供科学依据,现以水文自动测报系统为技术支持,以大伙房模型为例研究了石佛寺水库的洪水预报方案,并使用粒子群算法对大伙房模型进行了参数优选。计算结果表明,模拟预报结果都属于甲级方案,预报方案合理,并且符合石佛寺流域的结构特点,充分反映了洪水的时空变化,可用于石佛寺水库的预报调度。     

北方地区两种产流预报模型的应用与比较

以大伙房水库流域为例．分别应用大伙房模型、新安江模型对大伙房流域进行洪水产流预报。结果表明．两种产流预报模型均可用于北方半湿润半干旱地区。大伙房模型对于流域内的大洪水预报较准确．对于中小洪水有预报净雨偏大的趋势．而新安江模型对流域内的中小洪水有较高的预报精度。     

大伙房水库“13·8·16”致灾暴雨洪水分析

大伙房水库位于辽宁省抚顺市东部,2013年8月15日-17日,辽宁省抚顺地区普降暴雨到大暴雨。文章对辽宁抚顺地区“13·8·16”致灾暴雨及洪水进行了分析,对大伙房水库的洪水预报、泄洪调度等方面问题研究探讨,为水库防洪抗洪工作提供有利参考。     

基于元胞自动机的分布式洪水预报研究

洪水预报是防洪减灾的重要技术手段,鉴于我国北方半干旱半湿润地区的特殊性,以栅格DEM为计算单元,将每个栅格作为一个子流域,对基于超渗产流机制的大伙房模型进行栅格化,构建栅格型大伙房水库流域产流模型。采用元胞自动机模型实现汇流模拟,把栅格产流计算结果作为每个元胞的产流输入,将二维圣维南方程作为转换规则,充分考虑地表径流、壤中流、地下径流三种水源之间的蓄渗关系,实现元胞之间的水量交换,最终构建基于元胞自动机和大伙房模型的分布式洪水预报模型。采用30场历史典型洪水对模型进行参数率定及精度验证,利用空间信息和粒子群算法进行参数优选。研究表明:新建模型与大伙房模型具有相同的预报趋势,而且新建模型各项指标的拟合程度均比大伙房模型有所提高,说明利用新建模型进行洪水预报是可行的。     

门楼水库洪水预报及修正方法

由于流域下垫面条件、人类活动和水利工程影响,使得概念性流域水文模型更加难于全面地描述流域的产汇流特性,导致预报结果误差较大。研究以门楼水库为背景,分析流域入库洪水组成、水利工程分布、气候及下垫面等水文特点,采用大伙房模型(DHF)进行门楼水库以上流域的洪水预报方案研究,进而修正水库的入库洪水过程。研究结果表明,修正后的洪水预报结果精度比修正前有较大提高,可以为水库防洪调度决策提供依据。     

大伙房水库汛期分期研究

以大伙房水库为例,首先基于成因分析法,进行水库汛期分期研究,然后基于统计学的分析方法,采用降雨量和流量指标综合确定大伙房水库的汛期分期及其分界点,最后从洪水资源利用率的角度分析分期的合理性和可行性,并指出大伙房水库提高洪水资源利用率的研究方向。文章提出的汛期分期研究思路和方法可尽量考虑多分期指标、多分期方法的综合作用,合理可靠。所取得的研究成果可为其它水库汛期分期的研究提供借鉴。     

洪水预报调度评估方法探讨

文章根据国家防总洪水预报调度的有关规定,以大伙房水库“95·7”特大洪水的预报调度为例。从基础性、日常性等资格准备入手,针对洪水预报、洪水调度等进行评估方法探讨。     

基于多元回归分析的大伙房水库径流中长期预报

以大伙房水库1956年~2000年10项年径流影响指标的统计数据为资料,基于主成分分析和Logistic方程多元回归方法,建立了大伙房水库径流中长期预报模型,并以2001年~2005年实测径流资料进行外推预报检验。研究结果表明,模型具有较高的拟合精度,预报效果较好,可以用来初步预测大伙房水库2000年之后的径流量,从而为水资源规划与管理部门指导实际生产提供参考依据。     

基于BP神经网络的多因子洪水分类研究

采用BP神经网络模型实现洪水的在线分类,通过对模型进行训练和检验,可获得网络拓扑结构为6—3—1的多因子洪水分类模型,利用该模型将洪水划分成3类。以大伙房水库作为实例验证区域,研究表明:BP神经网络训练样本与检验样本的分类结果和实际结果完全吻合,说明此网络模型针对洪水分类的映射能力较高。     

基于BP神经网络的贝叶斯概率水文预报模型

本文在贝叶斯概率水文预报系统(BFS)框架之上，研究了双牌水库水文预报的不确定性，建立了流量先验分布及似然函数的BP神经网络模型，并通过Markov链Monte Carlo(MCMC)方法求解得到流量后验分布及其统计参数。通过对双牌水库历史洪水的研究结果表明，基于BP神经网络的BFS不仅显著提高了预报精度，而且为防洪决策提供了更多的信息，使得预报人员在决策中能考虑预报的不确定性，定量的估计各种决策的风险和后果。     

贯入法及冲击筛分法检测砌体抹灰 砂浆强度研究

为了解现有的砌筑砂浆强度检测方法的适应性,进行了试验研究。试验中主要采用了贯入 法、冲击筛分法检测普通粘土砖砌体28 d抹灰砂浆的强度,并辅以点荷法,立方体抗压强度予以对 比分析。结果表明,冲击筛分法可以用作普通粘土砖砌体28 d抹灰砂浆强度的检测,而贯入法需要 进一步研究,以获得准确的抹灰砂浆强度回归曲线,方可用于现场检测。     

旬降雨径流非线性模型及其应用研究

通过分析旬降雨、旬初土壤蓄水状态、旬径流信息之间的关系,借鉴短期降雨径流相关模型的思想,建立了一个旬降雨─旬土壤蓄水量─旬径流的非线性相关模型.将该模型应用大伙房水库流域,模拟预测结果令人满意,结果表明该模型简单,可操作性强.将为应用美国的GFS预报系统和中国气象局的213模式10～15 d降雨预报信息,预报旬径流量提供一个有效方法.     

台风致灾暴雨对水库调度的反思

根据新路水库在“麦莎”“卡努”两次典型不同来水峰型洪水条件下调度运行的实际情况,通过推理公式计算所得的出流过程与实际水库在洪水影响下出流过程是基本一致的,可以认定现在所采用的洪水拟合方式比较适用于宁波市。水库合理的调度运行不仅能合理安排蓄泄,同时还能在最大限度上发挥水资源的综合效益。     

变参数PDS/GP模型及其在洪水频率分析中的应用

传统的洪水频率分析模型一般假定研究区域是完全均质的,未能考虑分布函数参数会随协变量而变化,忽略了水文序列时空上的异质性。本文将广义Pareto(GP)分布函数的参数作为随机变量,利用自动阈值法确定独立样本的超定量系列(PDS),并将线性矩法和核回归法相结合估计含协变量的模型参数,从而构建了可考虑水文序列时空分布异质性的变参数PDS/GP模型。丹江口水库实例研究表明:定参数模型的尺度参数估计值和设计洪水预测值均在变参数PDS/GP模型的估计区间内,这说明本文提出的变参数PDS/GP模型能够更好地反映参数变化对模型不确定性的影响。而且,变参数PDS/GP模型的估计区间随重现期的增大而变宽,表明频率分析外延存在较大的不确定性,有必要考虑丹江口水库水文序列时空分布的异质性。     

基于小波分析的大伙房水库流域降水周期分析

用降水距平和莫莱(Morlet)小波函数,对大伙房水库流域近50年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析.研究结果表明,近50年来,大伙房水库流域春、夏、秋、冬和年平均降水分别存在6,9,16,6a和l0 a的主周期.在主周期分析基础上,预测研究区在2005年之后未来一段时间季、年平均降水都不同程度、不同时间范围仍将处于降水偏多阶段.小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析降水多时间尺度变化特征、短期降水预测等预防洪水灾害等关键问题研究提供了一种新途径.     

基于Logistic方程的多元回归径流预报模型及其应用

以大伙房水库为研究对象,运用主成分分析法提取影响径流变化的综合因子,然后对综合因子进行Logistic方程拟合,最后利用多元线性回归方法建立水库中长期径流预报模型.结果表明,该模型具有较高的模拟精度.     

长江上游防洪体系对1954年洪水的防洪作用研究

长江上游洪水是形成全流域洪水的重要来源。根据长江流域综合利用规划及防洪规划的总体部署,以三峡水库为核心的长江上游控制性水库群陆续建成并投入运行,对长江中下游的防洪形势带来了明显的改善。以年度长江流域上游水库群的联合调度方案和《长江防御洪水方案》批复的水库运用原则和方式为基础,对在现有防洪工程体系下应对1954年洪水的流域防洪形势的变化情况进行了分析。研究结果表明,长江上游水库群的联合防洪可以有效减轻三峡水库的防洪压力,对比无水库调度时,大幅度地减少了中下游地区的超额洪量约200亿m3,能有效地保证长江中下游河道的行洪安全。     

河北雨洪模型在半干旱区的应用与研究

河北雨洪模型是一种兼具蓄满和超渗产流机制的概念性水文模型。为了探索河北雨洪模型在半干旱区的应用效果,并研究目标函数对模型模拟结果的影响,以黄河上游小流域为研究区,对研究区1994-2010年间的10场洪水过程进行模拟,并分别以峰值加权均方根误差、加权误差及效率系数为目标函数,研究了不同目标函数对模型模拟结果的影响。结果表明:河北雨洪模型对西北半干旱区的洪水过程模拟有良好的适用性;不同目标函数对模型模拟效果的影响各有侧重,但模拟结果都很接近,在实际问题中,应根据关注的重点恰当选取目标函数而避免一定的盲目性;选取峰值加权均方根误差作为目标函数时,模型对副峰的模拟效果较好。     

浅谈辽宁省大伙房水库输水工程施工进度控制

大型水利工程的进度控制一直是研究的热点和难点,结合大伙房水库输水工程的实际情况和特点,提出了以四级动态网络计划对施工阶段工程进度进行控制,保证了工程施工的顺利进行。