河道浅滩演变预测的人工神经网络模型

本文主要介绍利用人工神经网络对河道演变进行预测研究,并选取最佳模型对河道演变进行预测。通过对比分析发现RBF网络模型比BP神经网络模型的训练时间短,两模型的预测精度相差不多。结果证实人工神经网络在河道浅滩演变中具有较强的应用性,为河道浅滩演变预测开辟了一条新思路。     

基于神经网络的河道浅滩演变预测模型

河道浅滩演变是一个复杂的非线性动力学过程, 作者借助神经网络处理非线性问题的优势, 在分析影响河道浅滩演变因素的基础上, 建立了预测河道浅淮演变的BP网络模型, 并对模型中的输入因子和样本的提取进行了探讨. 以闽江竹岐至侯官河段为实例,用“试控法”给出了BP网络模型的建模方案, 用正交设计原理选取相应的训练样本集, 利用该样本集对网络进行学习和训练, 并用训练好的BP网络模型预测浅滩上年内最小水深和年平均淤积厚度. 计算结果表明: 模型预测结果与实际值吻合良好. 这为河道浅滩演变预测研究提供了新方法.     

改进BP网络模型在径流预测中的应用

为了克服传统BP网络模型在训练过程中部分参数难以快速准确拟定的缺点,利用免疫粒子群算法对BP网络模型中隐含层节点数、最大训练次数、学习效率、动量因子等参数进行决策优选,建立了基于免疫粒子群算法的改进的BP网络模型。通过应用于某水电站水库的入库径流预测,结果表明,与传统BP网络模型相比,利用改进的BP网络模型所得的径流预测结果更准确。     

BP网络在利津站水沙通量研究中的应用

介绍了BP神经网络的基本理论和算法,利用MATLAB开发了相应的程序,建立了BP网络模型,并对1991年利津断面汛期和非汛期的径流量和输沙量进行了预测.结果表明:BP 网络模型拟合精度高,预测效果好.     

ACA-BP网络在冰塞水位预测中的应用

为了更准确地预测冰塞水位,将蚁群算法和神经网络结合起来建立了ACA-BP神经网络模型,并利用黄河河曲段实测资料对冰塞水位进行了预测。结果表明：ACA-BP网络和BP网络都有一定的逼近能力和预测能力;预测结果与实际冰塞水位基本吻合;ACA-BP网络的预测结果优于BP网络。     

基于BP神经网络的河道断面变形预测模型

采用“试错法”，以及通过建立网络训练学习过程与网络特征参数之间的反馈机制，对BP神经网络隐含层单元数和特征参数进行优化选择。在此基础上，以河段水沙条件、水流主流位置及河道边界条件为输入向量，河道断面高程或冲淤变形为输出向量，建立了基于BP神经网络的河道断面变形预测模型。经长江中游马家咀河段实测资料验证，模型能准确模拟和预测该河段各断面的冲淤变化过程。     

基于粒子群收缩因子算法的BP网络径流预测模型

BP网络模型在径流预测中应用较广,效果较好.但目前对BP网络的初始权重及偏值、学习率、动量因子和训练次数多采用"试错法"来确定,具有较大的不确定性,影响到模型的收敛速度和精度.为此,提出一种利用粒子群收缩因子算法(CFPSO)对BP模型上述参数进行优化的方法,并利用径流预测实例进行检验,计算结果表明该优化方法能够提高BP模型的收敛速度和精度.     

大坝变形预测的径向基函数网络模型

在大坝变形预测中,运用人工神经网络模型进行预测分析已较为广泛,目前使用最多的是BP网络模型,但由于存在计算量巨大,且易出现局部极小和收敛慢等缺点,为此建立了大坝变形预测的径向基函数神经网络模型,并与改进的BP网络模型进行比较.实例表明,径向基函数模型具有良好的泛化能力,克服了BP模型的局部极小和收敛慢等缺陷,在预测精度及训练速度方面显著优于BP模型,具有一定的推广价值.     

改进的BP网络对桩抗压强度的预测与分析

基于MATLAB算法语言，编写了改进的BP网络模型的训练程序，并对一粉 喷桩的抗压强度进行了预测。结果表明：改进的BP模型比通用的回归分析方法所得结果精度 高，也比一般的BP模型结果误差小、收敛快，而且避免了训练瘫痪问题的出现，使网络更稳健。     

基于免疫进化算法的BP网络模型在径流预测中的应用

在BP网络模型基础上,引入免疫进化算法,建立了基于免疫进化算法的BP网络模型。该模型在一定范围内随机生成初始权值群体,用BP网络进行训练,选择群体中具有最大适应度值的权值个体作为最优个体,应用免疫进化算法生成下一代权值群体,再用BP网络对权值群体进行训练,此迭代过程反复进行,直至达到问题求解精度要求为止。将该模型应用于新疆伊犁河雅马渡站的径流预测,并将预测结果与基本BP网络模型和基于遗传算法的模糊优选BP网络模型的预测结果进行比较,结果表明,该模型不仅精度较高,而且稳定性较好。     

老鸦洲浅滩整治试验研究

老鸦洲底槽航道是西江船舶进入北江东平水道的必经之地，由于浅滩淤积，严重影响通航。本文通过水动力条件和河床演变分析，揭示浅滩成困及演变特点，通过模型试验研究，找到一个消除浅滩回流，破坏浅滩淤积条件的较估民整治方案，并经局部动床模型试验进一步进行了检验和改进，经模型试验研究确定的较优整治方案施工后，老鸦洲底槽航道达到设计水深，通过工程整治成功解决了浅滩淤积问题。     

长江下游黑沙洲南水道演变特征分析

针对三峡水库蓄水及整治工程后长江下游分汊河段的演变问题,收集了黑沙洲水道1960—2005年的实测分流、分沙比和2004—2012年共31个测次的地形图,应用HEC-RAS模型分析了黑沙洲水道整治工程前后分流比的变化,应用地理信息系统(GIS)和数字高程模型(DEM)分析了整治工程前后南水道浅滩面积、体积及位置的变化。研究分析表明:三峡水库蓄水后的2004—2009年,黑沙洲南水道的浅滩总体表现为冲刷,但在年内仍然保持着"洪淤枯冲"的基本冲淤特性;2009年整治工程部分改善了南水道的航行条件,但整治工程中潜坝的设置减小了南水道中枯水期分流比,不利于中枯水期南水道的冲刷,整治工程后南水道的浅滩演变呈淤积趋势。本项研究成果可为航道维护和整治工程设计提供借鉴参考。     

宜昌至杨家脑河段滩槽演变对宜昌枯水位的影响

在原型观测资料基础上对葛洲坝水利枢纽下游宜昌至杨家脑长河槽内滩槽演变与宜昌枯水位的相关关系进行了系统研究。结果表明,枯水位受控于长河槽内沿程滩槽演变,尤其是控制节点河段洲滩的萎缩、深槽的下切,是引起宜昌枯水位下降的直接原因。宜昌枯水位下降易导致枯水期葛洲坝三江航道航深不足,造成通航问题,在此情况下对坝下游河段实施滩、槽工程治理非常必要。结合已实施的滩、槽防护工程的实践,分析防护工程对滩、槽的保护作用,并提出对坝下游沿程控制节点河段应尽快实施防护工程的建议。     

长江近河口段河型规律与桥位选择

桥区河势河床稳定性分析及河型研究在桥梁工程及港址选择等诸多涉水工程中均具有重要意义。 研究表明洪水是长江近河口段分汊河型交替摆动演变和塑造河床地形的框架动力;实践表明按河型规律因势利导的人工工程对分汊河型稳定性可发挥有效的控制作用,此为长江近河口段桥位布选、主跨布设及建桥后稳定性河势维护的指导思路。 本文通过对长江下游分汊河型的动态分类和特点研究表明,以分汊河型间的节点段和主泓稳定的江心洲分汊河型具有较高的稳定性,主泓交替摆动的江心洲分汊河型次之,而心滩分汊河型为较不稳定的分汊河型,这是长江近河口段建桥桥位布选的判断依据。     

长江口岸直水道鳗鱼沙浅滩成因分析

鳗鱼沙浅滩位于长江下游口岸直水道,属顺直宽浅水下分汊型沙质浅滩,是长江下游深水航道主要的碍航浅滩之一.根据河道实测水文、地形资料,分析浅滩段近期河床演变特征,并结合深水航道的建设规划,分析了浅滩碍航特性及其成因.分析研究认为:顺直宽浅的河道属性使鳗鱼沙心滩和左、右深槽不稳定,河床发生大幅度冲淤变化;顺直段滩槽的大幅度冲淤变化是鳗鱼沙浅滩形成的主要原因,而河床边界条件引起的水流运动特征是浅滩形成的重要影响因素.     

节点对长江下游马当河段汊道演变影响的研究

节点广泛存在于分汊河段,对汊道的影响至关重要,研究节点对汊道演变的影响,对指导河道治理具有重要意义。长江下游马当河段为典型的微弯分汊河型,先后有骨牌洲、棉外洲、瓜子号洲等将河段多级分汊,依次有小孤山、彭郎矶、马当嘴、马当矶等山体形成控制节点。建立了马当河段二维水沙数学模型,在验证的基础上,从水流及河床冲淤变化的角度,结合河床演变,探索各个汊道分流比调整后对上下游河段的影响,分析了节点在汊道演变中的控制作用。研究结果表明:经过小孤山-彭郎矶节点的控制,马当河段进口边界条件较为稳定,上游河势发生较大变化时,马当河段河势变化微小;经过马当矶-马当嘴节点的控制,棉外洲左右槽分流比变化为23.3%~58.1%时,对节点下游主流和河床冲淤的影响主要集中在2~2.5 km以内,影响范围有限。通过采用数学模型和河床演变分析相结合的方法,探索汊道之间演变的相互影响,分析节点的控制作用,为河道治理提供指导意见。     

万年洲浅滩航道整治动床河工模型试验

根据实测水文、泥沙、地形资料以及定床河工模型试验结果，在分析万年洲浅滩成因及其河床演变的基础上，对调整后的整治工程的效果进行了动床河工模型试验．试验结果表明，航道整治工程能满足航运、取水以及防洪等要求．     

不同水文条件下通州沙河段沿程分流分沙特征

通州沙河段受径流与潮流双重作用,江中沙洲、暗滩交替分布,江心洲滩冲淤演变剧烈,航道边界条件不稳定。通过三维水沙数学模型对天然河段洪、枯季水流条件的沿程分流、分沙比及滩槽过渡断面的水沙交换特征进行分析。结果表明,通州沙东水道是主要的涨落潮通道,落潮时上游分流比约90%,往下游分流比逐渐减小至75%左右;涨潮时东水道下游分流比约70%,上游段受西水道漫滩流影响东水道分流比增至85%~90%。洪、枯季落潮期间通州沙东水道的分沙比较对应的分流比有所增加,洪季涨潮期间通州沙东水道的分沙比较对应的分流比有所减小,枯季时变化相对不明显。通州沙下段左缘水流交换和悬沙交换的格局相同,均以槽向滩为主,狼山沙右缘水沙交换通量较小。     

温州瓯飞滩演变分析及滩涂资源开发展望

温州瓯江、飞云江口之间的瓯飞滩为淤涨型岸滩,温州浅滩灵霓海堤的实施,改变了周边海区的潮流特性,增加了瓯飞滩区域的泥沙淤积量及淤积速度。从岸滩演变、温州滩涂资源的利用情况分析,展望瓯飞滩作为后备土地资源,在温州有较大的开发潜力。瓯飞滩邻近温州市经济发达的市区和瑞安市,具有较高的开发利用价值,科学开发利用瓯飞滩海涂资源,为温州市区和瑞安市提供宝贵的土地资源,对温州市经济可持续发展具有重大的战略意义。