基于改进灰色模型的水资源预测

为了提高灰色模型GM(1,1)对用水量预测的精度,通过对传统灰色模型的残差序列进行改进,提出了一种新的灰色改进预测模型。将其应用于城市居民生活用水量预测中,结果表明:与传统GM(1,1)模型预测值相比,改进GM(1,1)模型预测值与实际值拟合效果更好。     

基于残差灰色-马尔可夫链的生活用水量预测研究

针对传统GM(1,1)模型在用水量预测方面对非增长序列预测精度差、出现过拟合等问题,采用结合马尔可夫链修正的残差灰色模型预测生活用水量。首先在传统灰色理论预测的基础上,建立了改进残差灰色预测模型:对残差绝对值建立灰色模型,再结合马尔可夫状态转移矩阵判断残差预测值在tn时的正负号,对灰色预测值进行修正。将模型运用于河南省2007—2018年生活用水量预测,结果表明,传统灰色预测模型与改进残差灰色预测模型的平均相对误差分别为4.14%、2.04%,改进残差灰色预测模型的精度等级为"良";同时,改进后模型的后验方差也小于传统模型。这表明改进模型比传统灰色预测模型有更高的精度,拥有更好的可靠性,可以为用水量预测提供新的方法。     

不同改进灰色模型在广西年用水量预测中的应用研究

以广西全区2005-2014年的年用水量资料作为建模数据,采用灰色GM(1,1)模型进行预测研究。为了提高预测精度,分别对传统灰色GM(1,1)模型进行了不同方式的改进,通过比较发现4种灰色模型的预测结果均较理想,平均精度达到了99.5%。其中传统灰色GM(1,1)模型为99.0%、函数变换改进的灰色模型为99.4%、残差修正后的灰色模型为99.7%、经弱化算子处理后的灰色模型为99.9%,同时也充分验证了灰色模型在广西年用水量预测中的可靠性。     

基于残差修正的GM(1,1)模型在农业用水量预测中的应用

灰色模型对农业用水量进行预测本身具有一定的局限,数据离散程度越大,灰度也越大,其预测精度也越差。文中采用残差修正．避免了数值过度波动。通过预测实例,结果表明改进后的灰色预测模型能有效提高预测精度。     

改进灰色模型在水量预测中的应用

灰色模型对生活用水量进行预测本身具有一定的局限,数据离散程度越大,灰度也愈大,其预测精度也越差.文中采用滑动平均法对灰色预测的原始数据进行了改进,并采取残差修正,避免了数值过度波动.通过预测实例,结果表明改进后的灰色预测模型能有效提高预测精度.     

灰色残差修正模型在灌溉用水量预测中的应用

灌溉用水量的预测影响因素很多,属于灰色系统问题。用灰色GM(1,1)模型预测铁甲灌区灌溉用水量,因相对误差较大,对残差进行修正。修正后的模型明显优于原模型,使用3种方法进行精度检验,都能达到要求,说明残差修正模型预测铁甲灌区短期灌溉用水量是可行的。     

应用灰色GM(1.1)模型及其改进模型预测渭河天水段水质

利用灰色GM(1.1)模型、残差修正GM(1.1)模型预测2004至2010年渭河对天水段水质污染物时发现,二者对于某些污染物预测精度不高,而且残差修正GM(1.1)模型预测精度未必一定高于GM(1.1)模型。在这种情形下,应用新陈代谢GM(1.1)模型,预测未来五年渭河水质的变化及其水质污染物突变的时刻。分析结果表明:新陈代谢GM(1.1)模型有助于提高预测精度和预测的可靠性。     

基于灰色GA-LM-BP模型的CODMn预测

针对灰色GM(1,1)模型拟合误差较大和LM-BP神经网络泛化能力不强的问题,提出了灰色GA-LM-BP模型,该模型采用灰色GM(1,1)模型预测数据并得到其残差,利用LM-BP神经网络对残差进行拟合、测试、预测后,对灰色GM(1,1)模型的数据预测值进行修正从而得到较合理的预测值,并运用遗传算法对LM-BP神经网络的初始权值和阈值进行优化。运用该模型对伦河孝感段的COD Mn进行了预测,预测误差不超过2.33%,表明模型的预测数据是合理的,可用于COD Mn的预测和水质预警预报。     

基于优化非等时距权重傅里叶灰色模型的变形预测

针对传统非等时距灰色模型对变形预测精度偏低问题,首先在传统非等时距灰色模型的基础上引入权重系数优化生成序列,然后利用傅里叶变换函数对残差进行修正,建立了权重优化-傅里叶变换函数残差修正的组合预测模型;最后以某下承式集散拱肋拱桥为背景,对其主梁变形进行预测。预测结果表明：该模型预测值总体平均相对误差为2.4%,高于传统非等时距灰色模型,预测精度为1级,为主梁变形预测提供了一种有效的技术手段。     

灰色模型在供水管网漏损预测中的应用比较

以1991～1999年的城市供水管网漏损率值为原始数据,分别建立传统灰色模型、无偏灰色模型、等维灰色模型和改进等维灰色模型,并对预测结果进行对比,得出等维灰色模型具有较高的预测精度,适合用于供水管网漏损的预测。灰色模型的应用对有效控制管网漏损、节约水资源具有重要的指导意义。     

吊模法施工及吊模钢架设计

来宾冷却水电站扩建工程的发电厂房采用圆筒式厂房，上部副厂房及安装间扩宽成矩形，由下部的厂房筒壁及支承排架支承。副厂房及安装间平台最大离地高度为40m，平台幅度纵、横梁组成平面梁系，主次梁多达20条，由于受到地形、地质和交通条件所限制，布置复杂，受力较大，副厂房及安装间平台无法按传统方式设置，采用无外支撑吊模施工法，从而解决了这一施工难题。     

龙滩水电站水轮机模型及验收试验

为了检验龙滩水电站水轮机模型的水力性能，进行了水轮机模型验收试验。其内容包括效率试验、飞逸试验、空化试验、压力脉动试验、轴向水推力试验、蜗壳差压试验、成像观测试验及模型水轮机通流部件几何形状及尺寸检查测量等。验收结果表明：龙滩模型水轮机性能及其换算到原型的水力性能满足合同保证要求，模型的几何型线和流道尺寸可以用于真机的设计．采购及制造，     

边界效应与尺寸效应模型的本质区别及相关设计应用

本文研究了边界效应模型(BEM)与尺寸效应模型(SEM)的本质区别及设计应用功能。研究发现:对于SEM,不同缝高比α的试件须应用4个不同的多参数经验方程,且SEM仅限于试验数据拟合功能。BEM仅有唯一解析解,一方面,可由试验数据拟合确定材料参数——断裂韧度KIC和拉伸强度ft;另一方面,可由已确定的KIC和ft建立描述结构破坏的完整设计曲线。基于BEM,进一步分析了试件到结构变化(尺寸高度W从25到25000 mm),对材料3种破坏模式(ft强度控制、KIC韧度控制、准脆性断裂)的本质影响规律。理论研究表明:对于裂缝非常长和尺寸非常大的结构,已满足线弹性断裂条件,因而无须采用尺寸效应模型。尺寸效应的研究仅可应用于裂缝尖端靠近前边界或者后边界的情况,尺寸效应仅为边界效应的特例。最后,基于W依次为40、93、215和500 mm,α依次为0、0.02、0.075、0.15和0.3的混凝土三点弯曲梁的断裂试验成果,采用BEM系统分析了不同试验数据的组合情况对材料参数KIC和ft确定的影响规律。试验结果分析表明:当试验数据满足一定数量后,从整体数据中任意删去1组或2组数据,采用BEM确定的KIC和ft变化较小而基本一致。由不同尺寸W而相同缝高比α的几何相似试件,或不同缝高比α而相同尺寸W试件的峰值荷载Pmax,都可确定出材料参数KIC和ft。本文所提BEM为解决由小尺寸试件确定无尺寸效应的材料参数,及由材料参数预测实际结构破坏等问题提供了新的思路。     

NAM模型与水资源配置模型耦合研究

选取汉江作为示范流域,基于MIKE BASIN软件构建了汉江流域水资源配置模型,介绍了该系统的重要特征,探讨了系统内部各组成部分间相互联系;将所建模型与NAM模型的预测结果进行耦合,并分析了2006年皇庄以上汉江流域水资源供需平衡.结果表明:汉江流域内(至皇庄)生活用水、工业用水基本满足要求;农业灌溉、河道内生态用水缺水率为35.8%、25.7%,整体缺水率为22.2%.     

耦合高效高精度水动力模型的多组分污染物输移及衰减反应模型

为更好地模拟水污染事件中多组分污染物输移及衰减反应过程,全面耦合了基于图形处理器(GPU)加速技术的二维水动力模型与多组分污染物输移及衰减反应模型,通过改进模型源代码并在污染物输移控制方程中嵌入衰减项与反应项,建立了一个可应用于大区域复杂地形河道洪水演进全过程及多组分污染物输移和衰减反应的高性能耦合模型,同时引入GPU技术提升计算效率。将耦合模型应用于理想地形静水和两个复杂地形河道入流与溃坝算例的水质模拟,结果表明:多组分污染物输移及衰减反应过程在理想算例中的数值解与解析解基本吻合,在入流与溃坝算例中的模拟结果符合实际物理过程,模型运行速度快且计算效率高,可高效地模拟各类突发水污染事件并进行预警和评估。     

Hydrological daily rainfall-runoff simulation with BTOPMC model and comparison with Xin'anjiang model

A grid-based distributed hydrological model, the Block-wise use of TOPMODEL (BTOPMC), which was developed from the original TOPMODEL, was used for hydrological daily rainfall-runoff simulation. In the BTOPMC model, the runoff is explicitly calculated on a cell-by-cell basis, and the Muskingum-Cunge flow concentration method is used. In order to test the model's applicability, the BTOPMC model and the Xin'anjiang model were applied to the simulation of a humid watershed and a semi-humid to semi-arid watershed in China. The model parameters were optimized with the Shuffle Complex Evolution (SCE-UA) method. Results show that both models can effectively simulate the daily hydrograph in humid watersheds, but that the BTOPMC model performs poorly in semi-humid to semi-arid watersheds. The excess-infiltration mechanism should be incorporated into the BTOPMC model to broaden the model's applicability.     

基于EIT摩阻模型与随机摩阻模型的水击随机分析

在以往水击随机分析中,摩阻按确定量考虑,其影响往往被忽略;而实际的水击过程中,摩阻为非恒定值,为一不确定量,文中研究非恒定摩阻对随机水击波动过程的影响.从水击的基本方程出发,分别建立了基于广义不可逆热力学理论的水击随机模型(EIT摩阻模型)与含有随机摩阻项的水击随机模型(随机摩阻模型),采用矩特征线法对水击过程进行数值模拟.算例表明,与采用恒定摩阻的水击随机分析比较,本文提出的两种随机模型在计算最大水击压力值的同时,可以模拟水击压力的波动过程,而且随机摩阻模型的数值计算更为简便.     

大坝神经网络预报模型与大坝回归预报模型的比较

了更好地应用BP神经网络预报模型和回归预报模型,通过实例从模型原理、模型建立和模型应用三方面对两种预报模型进行了比较。在模型应用方面,主要从因子相关性、资料系列的长短、自变量因子的不同组合等角度对两种模型的影响进行了分析。结果证明：BP模型在大坝监测值预报中是一种性能优异的模型。当需对大坝的监测数据作分解和解释时,则适宜采用统计回归模型。     

BREACH模型与MIKE21模型在溃坝风险中的耦合分析

BREACH模型常用来模拟水库大坝漫顶及管涌溃坝模式并获取溃口流量与时间关系,MIKE21模型常用来模拟湖泊、河口、海湾等二维水动力学并获取洪泛区内洪水风险信息要素,两大模型耦合分析在保障水库大坝安全运行及风险管理方面发挥了积极作用。以BREACH模型模拟溃口流量动态数据过程与溃口演变尺寸为基础,通过ArcGIS预处理地形文件、工程建筑物参数与水文数据,构建MIKE21二维水动力学模型并计算网格差值空间,利用Flow Model模块生成溃坝洪水模拟文件,采用判别溃口流量差值是否满足精度要求的迭代法来耦合两大模型,最终结合所要分析水库大坝的工程概况,计算不同风险情况下的水库大坝溃坝洪水淹没水深与范围,进而模拟溃坝洪水演进过程。该方法已成功应用于郑州常庄水库风险分析,结果表明,该方法能客观反映溃坝洪水行洪情况,使用方便,为水库大坝运行管理与应急处置提供了一定的技术支持。     

基于随机森林模型的需水预测模型及其应用

为解决需水预测模型精度问题,尝试基于随机森林模型的分类和回归功能构建需水预测模型。以苏州市需水量预测为研究实例,首先应用随机森林模型的分类功能将需水预测因子分类,经计算发现第一产业比例、人口、灌溉面积、万元产值用水量和国民经济生产总值为最重要的解释变量。在此基础上,用随机森林模型的回归功能对需水进行预测,同时采用相同的训练数据建立基于BP神经网络和RBF神经网络的需水预测模型,通过对比3个模型的预测结果,发现随机森林模型能有效预测需水量,且精度较高。