时间序列模型在水文预报中的应用

文章将SPSS软件中的时间序列模块应用到水文预报当中,讨论SPSS软件中的时间序列分析模块,利用西北某流域水文站的历史径流量资料,通过ARIMA模块进行径流量预报,取得了理想结果。     

水文预报时间序列神经网络模型

水文时间序列表述的是水文水资源系统在气象环境、流域下垫面以及人类活动等因素综合作用后的输出结果,其变化规律呈现随机性和确定性特点。在大尺度条件下,水文时间序列的传统预报模型简单,且很少考虑环境噪音因素的影响。伴随现代化科学技术的快速进步,国民经济的管理部门提出了更高的水文水资源预报要求,在要求短期预报更精准的基础上,对中长期预报的要求要越来越严格。由于受到相关科技水平的制约和诸多复杂因素的影响,当前的中长期水文水资源预报还处于发展、探究阶段。     

流域变化环境下水文非平稳异方差序列随机建模研究进展

气候变化和高强度人类活动的显著影响使流域水文序列出现异方差性,破坏了Box-Jekins法ARMA模型建立的前提条件。基于国内外相关研究进展和存在的主要科学问题,提出了目前几个主要研究内容和研究途径。金融学、经济学和信号处理等领域的观测序列与流域变化环境下水文非平稳序列异方差性波动特性相似,而且这些领域中已取得了许多成功的案例。应用金融学、经济学和信号处理等领域的异方差性原理和方法,结合流域水文特性,开展变化环境下水文非平稳异方差序列随机建模是可行的,与分布式水文模型相比,该方法是一种实用的建模途径。文中提出的一些思路可为变化环境下精确描述流域水文要素值的变化规律、涉水工程的规划设计与科学管理以及干旱风险调控提供依据。     

水文时间序列周期分析方法的研究

水文时间序列基本上具有周期性,但并非物理意义上的周期,而是概率学中的周期。进行时间序列周期的识别和判断是比较难的问题,因此,怎样进行时间序列周期的分析与检测,已经成为水文研究者重点关注的问题。     

水文计算中的非参数统计方法

介绍了水文计算中非参数统计方法与参数统计方法的不同，并阐述非参数统计方法在水文频率分析、水文水资源预报及水文资源模拟中的应用。     

应用频谱法分析水文时间序列的代表性

水文时间序列的代表性分析是水文频率计算的一项重要内容,水文频率分析成果的优劣在很大程度上取决于水文序列的代表性。目前对水文序列代表性分析仍缺乏有效的方法。本文尝试引入频谱分析法分析水文序列的代表性,根据频域中水文序列周期数,判断研究的序列是否含有丰、平、枯或大、中、小各特征量级的序列值,从而确定水文序列代表性的优劣。通过对实际测站年最高水位序列的频谱分析去判断其周期,由此推断该序列具有较高的代表性,其频率计算设计成果具有较高的精度。     

非平稳时间序列法在特殊裂缝观测资料分析中的应用

根据大坝裂缝开度实测资料的特点，将裂缝开度{Xt}看成一系列时刻t1,t2,…，tn得到的时间序列，采用基于滑动平衡模型MA（q）的非平稳时间序列法，对其进行模型识别，参数估计和新息预报。通过概率分布函数对其规律性进行统计描述，克服了常规回归分析方法的不足，计算结果表明，该方法预报精度高，是一种行之有效的方法。     

平稳时间序列法的分析和应用

由于水文预报的方法比较多,预报成果因河流特性也不尽相同,本文就关于平稳时间序列法在本溪水文站的应用做出理论分析和应用.     

水文时间序列逐步回归随机组合预测模型及其应用

由于气候因素和下垫面因素的综合影响,水文时间序列表现出复杂的非线性,包括确定性成分和随机成分,如月径流序列、日均流量序列等。这些预报对象如果不加处理直接用AR（p）建模进行预测误差较大。文中介绍了通过对非平稳序列提取周期项和趋势项后的余差序列建立AR（p）模型进行水文中长期预报的组合预测方法,并以嘉陵江北碚站7月最大洪峰流量序列为例对组合模型进行验证,结果比较满意。     

气候、植被变化与水文循环响应研究进展及展望

变化环境下观测的水文循环要素发生了显著性的趋势性变化,气候、植被与水文循环过程的相互影响及响应已成为全球变化研究中的前沿科学问题。系统综述了气候变化与水文循环、植被变化与水文过程,气候驱动下植被变化及其水文响应方面的研究进展。在此基础上,进一步讨论了气候、植被变化及水文循环响应中亟待加强的科学问题和主要研究内容。     

修河干流径流极值系列多时间尺度变异及成因

在气候变化与人类活动的双重影响下,包括极端径流在内的水文要素常常表现出强烈的非一致性。以修河干流虬津站日径流系列为例,采用水文变异诊断系统对虬津站1956—2014年多时间尺度径流极值系列Max1d、Max3d、Max7d、Max15d和Max1m进行变异诊断分析,并从流域内降水、气温和水利工程建设等角度分析各时间尺度径流系列变异的原因。结果表明:①虬津站各时间尺度洪水极值系列分别在1981、1983、1983、1977、1977年发生显著的向下跳跃变异;②柘林水库蓄水运行对下游虬津站各时间尺度的径流极值系列变异均有显著影响;③研究区域内5月份降水量对虬津站各时间尺度极端径流系列变异有一定影响,月平均气温对区域内短历时尺度的径流Max1d和Max3d亦有显著影响。研究可为修河干流水旱灾害防治与水生态系统修复提供科学依据。     

新安江流域气候变化及径流响应研究

针对新安江流域新安江水库控制区域,构建新安江月水文模型,利用1979-2005年实测水文资料对模型进行率定和验证,并以CMIP5大气环流模式输出驱动水文模型,生成2006-2099年该流域在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的逐月径流过程。在此基础上,研究气候变化背景下流域气温、降雨、蒸发和径流的变化趋势,并对其不确定性进行分析。结果表明:2006-2099年该流域年均气温与年蒸发深度均呈上升趋势,且对于辐射强度变化较敏感,呈显著正相关关系。流域年降雨量与径流深呈波动上升趋势,对于辐射强度变化敏感性并不显著。年径流深在丰水年和平水年相对基准期有所减少,而在枯水年和特枯水年则呈增加趋势。月径流深在秋、冬季呈上升趋势,在春、夏季则呈下降趋势。     

气候变化和人类活动对汉江上游径流变化影响的定量研究

以汉江上游为例,基于弹性系数法和水文模拟法定量估算气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨了变化环境下流域径流对气候变化和人类活动的响应特征。研究结果表明：1961年－2013年汉江上游流域径流呈明显下降趋势,并在1985年前后发生了突变;降水及潜在蒸散发在同时期内也逐渐降低,但变化趋势不显著。气候变化对径流变化的贡献率为42.8%～43.5%,人类活动对径流变化的贡献率为56.5%～57.2%,相比人类活动对汉江上游径流的影响稍大,且其对径流变化的影响呈现增长的趋势。     

气候变化和人类活动对汉江上游径流变化影响的定量研究

以汉江上游为例,基于弹性系数法和水文模拟法定量估算气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨了变化环境下流域径流对气候变化和人类活动的响应特征。研究结果表明:1961年-2013年汉江上游流域径流呈明显下降趋势,并在1985年前后发生了突变;降水及潜在蒸散发在同时期内也逐渐降低,但变化趋势不显著。气候变化对径流变化的贡献率为42.8%~43.5%,人类活动对径流变化的贡献率为56.5%~57.2%,相比人类活动对汉江上游径流的影响稍大,且其对径流变化的影响呈现增长的趋势。