人工神经网络模型在流域水沙预防中的应用

运用ＢＰ人工神经网络模型的基本原理，根据流域产流产沙的基本规律，以流域降雨条件为基本影响因子，由流域实测资料建立了ＢＰ神经网络模型。该模型具有很好的学习和泛化性能。同时该模型能用于评价流域内人类活动因素对流域产流产沙规律的影响。将该模型应用于兴山碧溪、顺利峡站，并与实测资料进行了分析比较，表明，模型基本合理１、可靠。     

沙河径流量、输沙量变化影响因素探析

通过分析沙河水平口实测水文资料,得出沙河流域径流量、输沙量整体呈减小趋势,将流域产水、产沙分为3个不同时段。根据水量平衡原理及产沙机制,在分析影响沙河水沙变化几个主要因素的基础上,建立BP人工网络模型分析相关因素对径流、泥沙在不同时期的影响程度。     

城镇化和闸坝对沙颍河流量的影响研究

分布式水文模型PRMS(The Precipitation Runoff Modeling System)考虑了降水、气候和土地利用等因素,可模拟产流、产沙等描述流域水和物质循环的重要变量。利用沙颍河实测流量资料对建立的PRMS模型进行了校正和验证,据此模拟了该流域城镇化和闸坝工程对沙颍河流量的影响,结果表明:城镇化使地面不透水面积增加,导致流域蒸散量和降雨入渗减少,产流量增加,而闸坝等水工建筑物改变了流域水资源的时空分配,减弱了自然径流量的波动性,增加了水面蒸发,使流域径流量峰值减小,径流洪峰滞后。城镇化和闸坝对河流径流的影响在枯水年尤为明显。     

河龙区间南片主要支流产流产沙模型及水利工程效益

本文通过对该区主要支流实测降雨、径流、泥沙资料的统计分析和对产流产沙机理的探讨，应用数理统计学原理，分别建立了各支流降雨产流产沙模型，并用之计算了７０～８０年代水利水保工程减水减沙效益，取得了比较可靠的初步结果     

西柳沟流域近期水沙关系变化特征分析

根据1960—2010年实测水文资料,对黄河内蒙古段西柳沟流域近期水沙关系的变化特征进行了分析。结果表明:1990—2010年与1960—1989年相比,流域年降水量增大,但暴雨有所减少;来水来沙具有水少沙多、年际变化大、年内分配极度不均等特点;流域最大1 d降雨对产流产沙的影响很大,洪水期降雨产洪变化率指数为0.525 7~2.683 8,降雨产沙变化率指数为0.613 6~2.136 3;流域高含沙水流的侵蚀产沙作用非常强烈,洪水泥沙关系式的幂指数约为1.0,场次洪水多年平均含沙量为612.6 kg/m~3。同时,给出了西柳沟流域形成沙坝淤堵黄河干流的暴雨洪水泥沙阈值。     

基于DWSM的流域水沙模拟计算系统的构建与应用

采用模块化开发方法构建基于分布式水文模型DWSM的流域水沙模拟计算系统,用以研究宁夏和内蒙黄河段(下河沿至头道拐)流域的产流产沙情况及水沙输移规律。该系统主要针对黄河上游宁蒙河段及其相关流域,借助DWSM模型在流域计算模拟方面的优点,系统集成数据库模块、河网提取模块、DWSM伺服模块、DWSM模型模块以及水文成果对比与显示模块等主要功能模块并调节计算参数。在介绍系统框架结构、模型原理和计算流程的基础上,采用宁蒙河段的实测资料对其进行应用验证。计算分析结果表明,所构建的宁蒙黄河流域水沙模拟计算系统在该区域具有较好的适用性。     

黄土高原沟道坝系模型设计方法

在回顾前人研究成果及分析土壤侵蚀模型试验特点的基础上，提出了黄土高原小流域沟道坝系模型设计的方法。认为在水力侵蚀最活跃的黄土高原地区，降雨强度是影响产流产沙的关键因子，从而需要抓住降雨与侵蚀产沙这对主要矛盾，根据降雨侵蚀空间或时问的集积效果来实现模型流域与原型流域产沙特征的相似。为保证沟道坝系地貌演变相似，除降雨历时遵循重力相似条件外，模型降雨产沙关系还应通过借助天然资料率定产沙量比尺的途径与原型相对应。     

基于水文要素的闹德海水库入库沙量预测模型

针对水库调度需要,以闹德海水库为背景开展入库沙量预报研究。首先分析水库的入库水沙特性,以确定入库沙量的主要影响因素;进而研究建立基于水文要素的BP神经网络入库沙量预测模型,并利用历史场次洪水资料进行训练学习。结果表明所选择的产沙因子基本能够反映流域降雨-产沙-输沙过程的传递关系,模型可用于入库沙量预报,指导水库实时水沙调度决策。     

黄土地区一次暴雨产沙数学模型的研究

本文在大量实测资料的基础上，采用成因分析方法建立了黄土地区小流域一次暴雨径流深、产沙量及泥沙输移比公式。为了计算大流域的产沙，将大流域分割成若干注流域，由河道将小流域相联，这样小流域的产沙计算和已有的河道冲淤计算的数学模型相联，从而形成一套较为完整的由降雨预报流域产沙的数学模型，并使模型程序化，通过率定验证取得了较为满意的结果，并在较大流域上进行了计算。     

北洛河流域近期水沙变化原因水文分析

在分析北洛河流域自然环境特征和水土保持情况的基础上,利用降雨径流泥沙资料,建立降雨产流产沙统计模型,分析了北洛河流域近期水沙变化原因.结果表明:北洛河流域的减沙主要是刘家河以上的减沙,人类活动影响约占60%,降雨影响约占40%;径流量的大量减少主要发生在刘家河以下,就人类活动与降雨影响来看,降雨影响约占60%～70%,人类活动影响约占30%～40%.     

The Research and Application of BP Neural Networks in River-basin Water and Sediment

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｉｖｅｒ-ｂａｓｉｎｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌｙｉｅｌｄｉｓａｃｏｍｐｌｅｘｎｏｎｌｉｎ ｅａｒｓｙｓｔｅｍ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｌｙｓｐｅａｋｉｎｇ，ａｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｍｕｔｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｂａｓｉｎｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ，ｉｔｉｓａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍａｐｐｉｎｇｆｒｏｍｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｂａｓｉｎｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｔｏｒｕｎｏｆｆａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ．Ａｓｂａｓｉｎｕｎ…     

人工神经网络模型在流域水沙预报中的应用

Based on the basic principles of BP artificial neural network model an d the fundamental law of water and sediment yield in a river basin, a BP neural network model is developed by using observed data, with rainfall conditions serv ing as affecting factors. The model has satisfactory performance of learning and generalization and can be also used to assess the influence of human activities on water and sediment yield in a river basin. The model is applied to compute t he runoff and sediment transmission at Xingshan, Bixi and Shunlixia stations. Co mparison between the results from the model and the observed data shows that the model is basically reasonable and reliable.     

基于 BP 神经网络的场次洪水河道沙量预报

针对日益严重的河流泥沙问题,掌握河流泥沙的影响因素和泥沙的变化过程是泥沙治理的关键。以神经网络模型为基础,建立场次洪水沙量预报模型,对多沙河流的洪水挟沙量进行预报,并取得较好的预报效果。选择辽西北多沙河流大凌河作为研究实例,首先将1984年-1998年间的29场历史实测洪水资料进行分析,得到影响下游沙量的主要因素;然后,通过神经网络模型建立上游影响因素与下游沙量之间的关系;最后,选取其中6场洪水资料进行验证。模型计算结果表明,计算结果与实测结果误差在合理范围之内,精度符合要求,可以用于下游沙量的预报。     

水土保持措施对黄河水沙影响评价模型及效益评价研究

黄河水沙变化研究是黄河水、沙资源合理利用的前提，水土保持措施对水沙影响评价模型及效益评价是黄河治理开发的基础。本文对第三期黄河水土保持科研基金项目第三专题研究成果进行了总结：综合分析了现有水沙评价模型和孤山川流域水沙变化研究成果，探讨了水土保持措施对产流产沙机制的影响，遴选了用于研究的水沙评价模型，并对研究区的水土保持措施对水沙的影响做了定量分析评价。     

用小波神经网络耦合模型预测流域年均产沙量

引入小波神经网络耦合模型对流域年均产沙量进行了定量研究。由于流域的地质、地貌、土壤在一定时间尺度内具有相对稳定的特性,选出年降雨量、年均气温、年径流量、大雨降雨量、暴雨降雨量、蒸发量、日照时数和汛期降雨量等8个要素作为模型的气候水文输入因子,而以耕地面积、林地面积、水库库容、修建公路、水土保持面积、裸地面积、年采矿量及年末总人口等8个要素作为模型的人类活动输入因子,对流域年均产沙量进行了定量建模预测。结果表明:小波神经网络耦合模型不仅拟合精度高,而且预测效果好,为流域产沙的定量研究提供了新的途径。     

流域产沙量预测的神经网络模型

流域产沙量演变规律的研究对于工程设计、水土流失规划与治理具有重要作用。由于其影响因素多、演变过程复杂,目前,对流域产沙量的研究主要侧重于定性分析,这就造成了缺乏理论基础及精度不高的缺陷。人工神经网络能以非显式表示产沙量与其影响因素之间的非线性复杂关系,将其应用到流域产沙量的拟合与预测中,在改进BP网络不足及优化确定网络结构的基础上,建立了云南楚雄州龙川江流域产沙量预测模型,通过对预测样本的检验,表明其具有比较高的精度,基本能够反映龙川江流域产沙量的演变规律。     

基于HEC-RAS的梧桐山河流域泥沙输移特性分析

本文基于HEC-RAS软件建立梧桐山河一维水力学及泥沙输移模型,并利用实测资料对模型进行验证。利用该模型分析河道沿程水面线变化情况及泥沙输移特征。模型泥沙淤积计算表明河道淤积部位主要位于河道转折处及下游出口处,假定无降雨情况下输沙量近似为零,通过模拟计算场次暴雨流域出口断面泥沙输沙量,估算出流域年输沙总量为190.50t。该数学模型可以较好地反映流域内泥沙输移情况,研究成果对于预测梧桐山河流域泥沙淤积状况有重要意义。     

论维持黄河健康生命的关键技术与调控措施

随着流域来水来沙过程的大幅变化及人类活动的日趋剧烈,黄河发生了很大的变化,主要表现为：流域生态环境退化,水土流失严重,悬河加剧,功能性断流与水患并存,水质污染日益加剧。本文系统地分析了导致黄河健康恶化的因素,提出基于全流域综合调控的“临界控制论”,可作为维持黄河健康生命的理论基础,它包括黄河流域不同层次的临界指标体系和流域水沙资源优化配置的数学模型。构建黄河流域水沙调控体系是维持黄河健康生命的技术支撑,其主要功能是增水、减沙、调节水沙过程,按黄河现有的条件,下游河道塑造和维持中水河槽的平滩流量约为4000m^3／s左右。     

河流水文学若干研究领域的回顾与展望

就 2 1世纪的产汇流理论、流域定量地貌、河流洪水、河流泥沙、河流热状况与冰情、河流资源利用、河流水质与河流生态环境等河流水文学主要研究领域的发展前景作了初步的展望 :要进一步揭示不同气候和下垫面条件下的产汇流规律 ,研制预测功能强的流域水文模型 ,发展和应用数字流域 ,深入揭示复杂条件下的洪水运动规律 ,提出高精度的分析计算方法 ;水流动力学与泥沙动力学相耦合的产沙计算方法将得到实际应用 ,河流输沙机理将进一步被揭示 ;继续探索河冰形成及河流冰情变化的热力学和水力学机理 ,完善冰凌数学模型 ,进一步揭示河流水流挟带污染物质的运动机理 ,完善水质模型 ,提高计算精度 ;要采用多学科综合的手段 ,深入探讨人类活动对河流生态系统的影响