基于Archimedean Copula函数的流域降雨-径流关系变异分析

降雨径流关系是工程水文学领域中一个重要的应用问题,利用Copula函数在捕捉多变量间相依结构的灵活性这一优点,引入Archimedean Copula函数构建流域降雨-径流联合分布,诊断流域降雨-径流关系变异。以泾河流域为例,确定了降雨、径流分别服从Gumbel分布与对数正态分布,Copula函数检验结果表明,泾河流域降雨径流关系变异发生在1996年,并以降雨-径流关系变异点为分割点,将降雨、径流序列分割为1960~1996与1997~2010年两个阶段,分析表明两个时段降雨-径流关系发生较大变化,相同降雨情况下1997~2010年产流量相对1960~1996年减小30%以上,年降水量越小,产流量减小幅度越大,当年降水量为500mm时,减小幅度达到37.59%,并结合人类活动对照等分析,验证了Copula函数诊断流域降雨径流关系变异结果的合理性与准确性。     

水资源问题安全化

水资源安全已成为人们关注的核心。提出了水资源安全的定义与研究内容,对水资源安全的性态进行了研究。指出水资源安全系统具有利己性、针对性和公共性。明确了水资源安全的目标,介绍了水资源安全评价的理论与方法。建立了水资源安全评价指标体系,对山西各地市的水资源安全状况进行了评价,提出了相应的建议。     

泛系观控理论在水资源多维临界调控中的应用

针对黄河流域水资源多维临界调控风险分析研究中的问题，应用泛系观控理论分析研究了黄河流域水资源多维临界调控的风险(R)及比较收益(GBC)，从信息熵的角度以约束信息量(BI)对调控手段的风险进行了定性的描述，以“单收度(Org)”的概念定量分析了不同的权重配置对某一方案的影响程度，结果表明：该研究方法用于黄河流域水资源多维临界调控风险分析时有较好的效果，为水文水资源学科的研究提供了新的定性及定量描述方法。     

基于综合干旱指数的渭河流域干旱时空分析

以渭河流域为研究对象,选取1961~2010年为研究期,基于21个气象站和5个水文站的月降雨、径流及蒸发等资料,综合考虑气象干旱指数(降水距平百分率、标准化降水指数和修正Palmer指数)和水文干旱指数(河道来水量距平百分率),构建了综合干旱指数CDI,采用模糊综合评价法计算得出分区长系列CDI指数,并与PDSI指数和河道来水量距平百分率指数的结果进行对比,验证综合指数的可靠性,基于综合干旱指数分析了渭河流域近50年的干旱时空变化.结果表明:渭河中游、泾河流域、渭河上游、渭河下游、北洛河流域干旱逐渐变轻;20世纪90年代干旱程度迅速加重,最严重的情况出现在1986、1995和1997年;流域各分区干旱主要集中在春、秋两季,4月和11月变干趋势显著.研究成果可为渭河流域极端干旱事件的预防提供一定的参考,也可以应用到其他流域的干旱评价之中.     

基于耗散结构理论和灰色关联熵的水资源系统演化方向判别模型研究

水资源系统是一耗散结构，本文以水资源量作为序参量，来描述水资源系统的有序性和演化方向。依据协同学理论，水资源系统要维持有序就要求经济、社会、生态子系统相互协调，系统序参量之间相互协同。应用耗散结构理论和灰色系统理论，把灰关联度与熵结合起来，以序参量为基础，建立了基于灰关联熵的水资源系统演化方向的判别模型，为水资源系统分析提供了新方法。并将该模型应用于黄河流域水资源系统的演化评价，为实施临界调控提供了依据。     

基于BP神经网络马尔科夫模型的径流量预测

讨论了马尔科夫链状态划分的黄金分割率法和"马氏性"检验法,并针对BP神经网络预测和马尔科夫预测的优缺点,提出了BP神经网络与马尔科夫相耦合的BP神经网络马尔科夫模型,以石泉水库年入库径流量为例,验证了该方法的可行性.     

我国水库洪水资源化研究进展

水库除了担负着供水、发电等任务外,作为唯一的主动防洪措施,在防洪减灾中具有不可替代的地位与作用:兼顾防洪和兴利效益,利用现代科技手段突破设计中的部分防洪调度参数和规则,优化水库调度以实现洪水资源化。水库洪水资源化是在已有工程措施的基础上科学合理实施非工程措施——水库洪水资源化调度。水库洪水资源化研究的核心在于以年内汛前、汛中、汛末或洪水涨水段、歇洪间期、退水段各时期为切入点,在水文气象预报信息预见期和精度提供的可供利用     

统计降尺度方法对渭河流域气候要素的模拟及预估

利用渭河流域21个气象站点1960-2010年的逐月降水、气温、潜在蒸散和NCEP再分析资料,采用逐步回归的统计降尺度方法,建立了月序列的统计降尺度模型,并将模型应用于CMIP5中CanESM2模式下RCP4.5情景,产生了未来气候要素的变化情景,主要结论如下:1)该法对潜在蒸散的模拟效果最好,气温次之,降水最差.2)对未来气候要素的预估从时间变化上看,各时期月降水相对于基准期而言稍有减少,气温相差不大,潜在蒸散稍有增大.3)从空间变化上看,未来多年平均降水和潜在蒸散分布呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势,而气温分布呈现出由南向北逐渐降低的趋势.     

防凌期宁蒙河段流量演进的分期分河段混合算法研究

防凌期河道流量演进受复杂凌情影响,研究成果少.在分析防凌期流量演进特点的基础上,考虑封开河日期、槽蓄水增量、气温等凌情影响因子,提出了分期分河段的混合算法以改进传统演进方法.以宁蒙河段为例,考虑流量传播时间,分为稳定封冻河段、不稳定封冻河段,分畅流期、封河期、封冻期、开河期,采用混合演进算法对宁蒙河段各断面的流量进行计算.结果显示,采用分期分河段的混合算法演进流量的精度大大提高,验证了混合算法的合理性、可靠性.     

渭河流域径流系数的演变规律研究

以渭河流域1960-2005年的径流系数资料为基础,将渭河流域分为北道以上、北道-林家村、林家村-咸阳、咸阳-临潼(含张家山)、临潼-华县+状头5个区域。分析了这5个区域和渭河流域径流系数的基本统计特征、年际变化,并运用R/S法进行持续性分析,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法计算周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果表明:渭河流域径流系数呈现显著的递减趋势并将继续持续下去,北道以上最显著周期为3年,北道-林家村最显著周期为2.66年,其他区域均无显著周期存在。径流系数突变发生在20世纪60年代末—70年代初、80年代—90年代初。由于人类活动和气候变化的影响,整体渭河流域降雨转化为径流的能力显著减弱并在未来还将继续减弱。