水资源开发利用评价的支持向量机模型

针对水资源开发利用多指标不相容、评价模型精度难以控制等问题,为提高评价等级的分辨率和模型的精度,根据标准评价指标和等级,随机模拟大样本数据,运用训练数据随机交叉和回归误差控制等方法选择模型参数,建立水资源开发利用程度综合评价的支持向量机的通用模型.并以西安地区水资源开发利用评价为例进行验证.结果表明,通用模型适用性强,与模糊评价相比较,评价结果更加客观可靠.     

多氯联苯在土壤水环境中生物降解过程规律研究

土壤水环境中的有机污染物多氯联苯(PCB)可以采用土地生物处理的方法进行降解，在综合考虑土壤水环境系统中有机污染物生物降解各分过程的基础上所建立的数学模型，可以预测降解PCB所需的时间、降解程度以及降解结束后被土壤所屏蔽的PCB的量。数学模型通过美国Alcoa公司在LTU基地的大型土地生物处理工程得到了验证。利用数学模型和理论分析，预测了2，3，4和5-Cl-PCB的土地生物处理过程及规律。     

泉流量模拟研究——以小南海泉域为例

针对人类活动影响下岩溶地区泉流量难以预测的问题,基于地下水数值计算模型——MODFLOW和人工神经网络两者的优点,尝试将两者结合建立松散型耦合模型.以河南省安阳市小南海泉域的泉流量预测为例,探索耦合模型的原理和算法,并与单纯MODFLOW模拟的结果相比较.由确定性系数、相对误差和相关系数3个指标来看,MODFLOW模拟结果分别为0.79、4.98%和0.84,MODFLOW-ANN耦合模型的模拟结果分别是0.88、-1.22%和0.89.研究结果表明,耦合模型吸取了MODFLOW的地下水数值分析功能和人工神经网络的非线性逼近能力,能很好地模拟出泉流量峰和谷的变化,提高预报精度,可以用于模拟泉流量的动态变化过程,该研究对泉域岩溶地下水的进一步开发利用具有一定的参考价值和指导意义.     

气候变暖下黄河源区冻土变化的数值模拟

近40年来,黄河源区地温长期处于增温状态,多年冻土出现表层融化。冻土退化后,土壤含水率减少,导致寒区径流的变化。所以研究冻土为寒区水资源估算提供了重要的依据。利用土壤水分迁移方程和热传导方程,采用中心差分格式并在一定假设前提下建立起冻土水热耦合迁移数学模型。对黄河源区站点的冻融深度进行模拟,结果表明：计算值和近2 a冻土的上、下限实测值吻合较好。由此表明采用的数学模型和数值方法是合理、可信的,在此基础上讨论了土壤冻融过程的一般规律。     

河流水质模拟的灰色有限差分解

针对河流水环境中信息的不确定性问题,将河流水流速以及弥散系数和衰减系数等参数视作未确知参量,并以灰参数的形式表示,运用灰色理论建立了河流一维水质灰色微分模型.在数值求解过程中,对一维河流水污染的灰色模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了具有一种特殊结构的数值模型,并给出了求解方法.通过与解析解和没有修正的灰色解进行对比,表明没有修正的截断误差是不能忽略的.修正后的灰色数值解的灰带更窄而且更加合理.     

1960—2017年中国极端气候要素时空变化分析

研究全球变暖背景下极端气候要素的变化对流域和区域防洪抗旱具有重要意义。利用1960—2017年全国554个气象站点的逐日降雨和气温数据,选用线性拟合、R/S分析等方法分析了中国近58 a极端气候要素的趋势性、空间性、持续性和平均循环长度。结果表明:气温极值呈上升趋势,极端高温(低温)事件的频率和持续性不断增大(减小),中国呈变暖趋势;空间上,极端气温指数在高原山地区具有较大的变幅。极端降雨的量级指数和强度指数呈增大趋势,持续性指数呈减小趋势;极端降雨量级指数和强度指数变幅的高值区在热带季风区(增大趋势),持续干旱指数和持续湿润指数变幅的高值区分别为温带大陆区(减小趋势)、温带季风区(减小趋势)。R/S分析表明未来极端气温事件将继续增多,区域一致性显著;不同地区极端降雨指数未来增大或减小的趋势不一致,极端气温指数的平均循环长度整体大于极端降雨指数的。     

杨楼流域降水变化特征及CMIP5气候模式评估

利用杨楼流域9个站点的逐日降水资料,分析历史时段(1981—2010年)降水时空变化特征,基于多目标函数的秩评分方法,评估全球耦合模式第五阶段(CMIP5)的23个气候模式对流域降水的模拟能力,并利用优选出的气候模式对未来降水进行预估。结果表明:杨楼流域历史时段降水整体呈微弱上升趋势,增量为39.4 mm/10a;CMIP5气候模式模拟降水量普遍偏高,模拟能力较优的模式是ACCESS1.0,Had GEM2-AO及CNRM-CM5;流域未来时段降水年际波动较平缓,年内分配更为不均,集中于汛期。     

长武塬区实际蒸散发变化及驱动因素分析

以大型称重式蒸渗仪系统的实测农田蒸散量数据为基础,分别从年、月、日和生长季4个尺度分析长武塬区农田蒸散量的变化特征,采用相关分析和主成分分析法探究其影响因素,建立实测蒸散与影响因素之间的定量关系。结果表明:农田蒸散的变化特征与作物生长进程一致,高蒸散期均出现于作物生育旺期,且受到降水、气温、风速、太阳辐射、日照时数、空气相对湿度和土壤含水量的共同作用,其中,气温和太阳辐射是蒸散的主要驱动因素。     

应用灰色新陈代谢GM(1,1)模型预测河流水质

由于常规GM(1,1)模型进行预测时,精度较高的仅是最近的几个数据,越往未来发展,该模型预测的精度也就越弱。针对常规GM(1,1)模型存在的不足,运用灰色系统理论,建立了灰色新陈代谢GM(1,1)河流水质预测模型,对该模型的精度以及误差进行了分析,并利用该模型对某地区河流的水质进行了预测。计算机实际模拟证明:灰色新陈代谢GM(1,1)预测模型能够明显地提高预测精度,增加预测的可靠程度,从而实现河流水质的早期预测评估。     

二维河道的灰色水质模拟模型研究

针对水质系统的未确知性,将河流水流速以及弥散系数和衰减系数等参数视作未确知参量,并以灰参数的形式表示,运用灰色理论建立了二维河道的灰色水质模型.该模型具有一种特殊的结构,并给出了求解方法,在数值求解过程中,对二维河道的灰色水质模型求解过程中的有限差分法的截断误差进行了修正.利用该模型可以得到排污口下游各控制点污染物浓度的分布范围,从而为河流水质规划管理和水污染控制提供丰富、有用的水质信息.实例研究表明:运用灰色系统理论研究瞬时点源情形下的河流水质模拟预测问题,理论上是可行的,计算结果是合理的.