昭通横江流域年径流预测

针对昭通横江由南到北贯穿昭通全境,水资源量丰富,但南北差异大,南部少、北部多的特点,根据流域内水文站实测年径流、大气环流指数、海温指数及其他指数等资料系列,采用多元回归分析法拟合1981—2010年径流,建立了预测模型,验证、预测分析了2011—2016年径流量。结果表明:干流控制站预测精度高于干流上段及支流代表站,水利工程建设等人类活动影响是导致出现这样结果的主要原因;多元回归分析在横江流域径流预测中具有一定的适应性,但因指标的差异及相关参数可获取性的差异,预测结果存在区域间、等级间的差别。     

非一致性条件下城市设计洪水的计算方法

在分析城市化后产流变化的基础上,可采用平均洪量模数增量修正设计洪峰频率曲线的均值,进而推算城市化后的设计洪峰流量,以宝象河流域为实例进行了验证。结果表明:该算法具有合理性,以实测洪水资料为基础进行的非一致性条件下的设计洪水计算结果比基于设计暴雨推求设计洪水的误差更小。     

威信煤电一体化一期电厂“三条红线”指标分析

对云南威信煤电一体化一期电厂进行最严格水资源管理制度的三条红线控制指标定量分析和计算,选取项目用水总量和流域水资源利用率分析用水总量控制指标;取设计耗水率、新水利用率、取水指标、全厂复用水率、循环水利用率、厂区生活用水等来分析用水效率控制指标,选取水功能区水质达标率分析水功能区限制纳污指标。结果表明:项目建成后流域水资源开发利用率为7.4%;设计耗水率0.51~0.61 m3/(s·GW)、新水利用率100%、取水指标0.58 m3/(s·GW)、全厂复用水率98.3%、循环水利用率98.7%;项目要求电厂所有退水必须全部回收利用,污水零排放,所在区域水质目标为Ⅱ类。     

西双版纳最严格水资源管理“三条红线”控制指标体系研究

基于国家实行最严格水资源管理的"三条红线"制度的要求,结合西双版纳地区的水资源特征和存在的供求矛盾,对"三条红线"控制指标体系进行了深入的探讨,针对全州最严格水资源管理控制制度建设和指标分配工作,提出了相应的对策和建议,为西双版纳地区经济的可持续发展提供了有力的管理支撑。     

1960—2013年昭通市极端降雨时空演变规律研究

气候变化引起的极端降雨量级和频次变化已经引起了广泛的关注,极端降雨演变规律的研究对于区域防洪减灾和水资源管理具有重要意义。基于昭通市及其周边的16个气象站点1960—2013年共54 a的降雨数据,选取世界气象组织推荐的6个极端降雨指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendll法和滑动T检验等方法分析了昭通市的极端降雨时间演变规律,并基于ArcGIS10.2采用反距离插值法(IDW)分析了昭通市极端降雨指数的空间分布格局。结果表明:在趋势演变方面,昭通市的总降雨量PRCPTOT有下降趋势;而反映极端降雨量级的3项指数SDII,RX5day,R95p均呈上升趋势,其中RX5day上升趋势显著;而R10mm和CWD这2项反映极端降雨频率的指数均呈下降趋势,其中R10mm下降趋势显著。在空间分布方面,昭通市6项极端降雨指数具有较高的空间异质性,东北部降雨量级和频率较高,中部趋缓,而西南部总体上相对较低。相关分析的结果表明昭通地区极端降雨指数与高程呈现负相关关系,极端降雨主要发生在低海拔地区。研究成果有助于加深对该区域极端降雨发生规律的认识,为区域防洪减灾和水资源管理提供参考。     

松华坝水源地坡面水土保持林对水沙关系影响及其贮水能力分析

通过对松华坝水源地径流与泥沙变化规律分析。利用松华坝水源保护区1982-2010年的LANDSAT TM遥感图像,采用ENVI遥感图像处理方法估算出该流域多年水土保持林地面积变化情况,并按不同坡度进行分类。通过双方数据的对比分析,得到径流含沙量与水土保持林覆盖度呈指数关系,水土保持林覆盖度越高,径流含沙量越低。本文采用扣除负功能法对水土保持林计算森林实际贮水能力,由此得出松华坝地区水土保持林平均年实际贮水量为1.1344亿m3。     

北江大型底栖无脊椎动物群落结构及水质的生物评价

对北江25个采样点的大型底栖无脊椎动物进行采样调查,并根据大型底栖无脊椎动物的群落结构特征对水质进行生物评价。研究中共采集到大型底栖无脊椎动物46属,分别隶属于15目31科,其中水生昆虫30属,占65.22%;软体动物8属,占17.39%;环节动物6属,占13.04%;甲壳动物2属,占4.35%。出现频率最高的3个种属分别为多足摇蚊属(Polypedilum)、巴蛭属(Barbronia)以及苏氏尾鳃蚓(Branchiurasowerbyi)。应用Shannon-Wiener多样性指数、Margalef多样性指数、Pielou均匀度指数、生物学污染指数BPI(biotic pollution index)、BI(biotic index)、FBI(family biotic index)、Goodnight-Whitley修正指数(GBI)7种生物指数对北江水质进行综合评价。结果表明:与20世纪80年代的评价结果相比,北江的大型底栖无脊椎动物在种类和数量等多方面均发生了较大的变化,生物多样性减少,耐污种所占比例增加,水质理化参数恶化;7种生物指数的评价结果存在一定的差异,部分指数之间存在较高的相关性,FBI指数和BPI指数的准确性和科学性更强,适用于北江水质的生物评价。在25个采样点中,6个采样点水质综合评价等级为较差或极差,16个采样点水质评价等级为一般,3个采样点水质等级为良好,整体水质属于一般的水平。人类活动对河流的水质状况造成了一定的影响。从水质生物学的角度衡量,北江水质整体呈现下降趋势。     

基于人工生态系统优化算法的组合生长需水预测模型

为提高需水预测精度,拓展生长模型在需水预测中的应用,提出基于人工生态系统优化(AEO)算法的组合生长需水预测模型。结合实例,选取6个标准测试函数在不同维度条件下对AEO算法进行仿真验证,并与鲸鱼优化算法(WOA)、灰狼优化(GWO)算法、教学优化(TLBO)算法和传统粒子群优化(PSO)算法的仿真结果进行比较。基于Weibull、Richards、Usher 3种单一生长模型构建Weibull-Richards-Usher、Weibull-Richards、Weibull-Usher、Richards-Usher 4种组合生长模型,利用AEO算法同时对组合模型参数和权重系数进行优化,提出AEO-Weibull-Richards-Usher、AEO-Weibull-Richards、AEO-Weibull-Usher、AEO-Richards-Usher需水预测模型,并构建AEO-Weibull、AEO-Richards、AEO-Usher、AEO-SVM、AEO-BP模型作对比,以上海市需水预测为例进行实例验证,利用实例前30组和后8组统计资料对各组合模型进行训练和预测。结果表明,在不同维度条件下,AEO算法寻优精度优于WOA、GWO、TLBO、PSO算法,具有较好的寻优精度和全局搜索能力。4种组合模型对实例预测的平均相对误差绝对值、平均绝对误差分别在0.94%~1.17%、0.30亿~0.37亿m³之间,预测精度优于AEO-Weibull等其他5种模型。4种组合模型均具有较好的预测精度和泛化能力,表明AEO算法能同时有效优化组合生长模型参数和权重系数,基于AEO算法的组合生长模型用于需水预测是可行和有效的。     

相空间重构支持向量机在径流模拟中的应用研究

将相空间重构理论引入月径流模拟中,利用C-C算法进行相空间重构,将一维径流时间序列拓展为多维,基于交叉验证支持向量机(CV-SVM)原理及方法,构建以相空间重构理论与支持向量机相结合的径流时间序列模拟模型,并构建传统BP、双隐层BP及GA-BP径流时间序列模拟模型作为对比模型,以盘龙河龙潭寨月径流时间序列为例进行分析。结果显示:基于相空间重构理论的CV-SVM模拟模型能较好地处理复杂的径流序列,在长达200个月的测试样本模拟中,平均相对误差e MRE、最大相对误差e MaxRE分别为0.571 7%,5.526 7%,决定系数DC和合格率QR分别为0.999 9和100%。表明该模型具有较高的泛化能力和模拟精度,模拟效果明显优于传统BP、双隐层BP模型,甚至优于GA-BP模型;表明研究建立的基于相空间重构理论的CV-SVM模型用于径流模拟是合理可行的,可为径流模拟提供方法和参考。     

概率权重混合矩法及其在P-Ⅲ型分布参数估计中的应用

基于Mellin变换在概率权重矩法中的应用,建立了Mellin变换与概率权重矩、概率权重对数矩之间的关系,提出了一种概率权重混合矩法,以P-Ⅲ型分布参数估计为例进行分析。在此基础上,又提出了P-Ⅲ型分布参数估计的线性混合矩法。通过对云南省西南诸河10个水文站的年径流量观测资料拟合,表明概率权重混合矩法计算结果与概率权重矩法相当。