混沌理论与BPNN耦合的径流中长期预测模型

受诸多因素的影响,径流时间序列具有非线性和混沌特征.单一的BPNN模型可以进行径流的中长期预测,但存在对径流影响因素量化不够的缺点;单一的混沌模型可以量化径流的影响因素,但只能实现短期预测.为此建立了混沌理论与BPNN耦合的径流中长期预测模型.针对黑河上游莺落峡水文站1944-2017年的径流序列,利用混沌理论计算了径...     

年径流序列趋势分析及周期灰色联合预测模型

多年径流过程的描述和径流预测是水文系统一个十分重要的课题，它是流域规划、设计与水库调度的基本依据。河川径流受气候及人类活动等众多因素的影响，致使河川径流出现随时间增长而减少的趋势。在这种情况下，如何利用现有的径流序列，通过外推预报未来的径流。本文以山西省昌源河年径流序列为例，首先分析了年径流序列的趋势性以及成因，其次对年径流序列进行修正，使年径流序列具有现状条件下的一致性。在此基础上，建立了年径流序列周期的模糊假设检验模型，对提取周期成分后的新序列，建立了灰色预测模型，通过对修正后年径流序列的拟合，拟合程度达到８１．６％，为流域径流预测提供了科学的理论方法。     

渭河径流序列趋势及突变分析

采用Mann-Kendall秩次相关法和中值检验法对渭河华县站1956-2000年径流序列进行了趋势和突变分析;同时,对影响渭河流域径流量变化的因素进行了分析.结果表明:①渭河径流量具有下降趋势;②渭河流域径流量突变主要受降水变化、水利水土保持工程建设等人类活动的共同作用,突变时间发生在1992年;③自20世纪90年代以来,渭河流域径流量减少非常明显,将对区域的水资源利用、河流生态环境需水量产生不利影响.     

年径流变异序列水文频率分析计算

径流序列的水文频率分析计算是水资源评价等的基础,由于受频繁人类活动和气候变化的影响,天然年径流序列失去了一致性.对于变化环境下产生变异的水文序列频率计算,相对于传统的"还原"(或"还现")分析计算方法,非一致性(变异)水文序列的统计分析计算方法有很大的优势.该文运用该方法对兰州站2008前实测年径流序列进行了频率分析计...     

汾河水库控制流域径流突变及其驱动因素分析

针对目前汾河入黄径流锐减的问题,基于汾河水库控制流域1960-2013年54年的径流资料,采用MannKendall法和滑动T法相结合对径流时间序列进行突变检验,探究了流域径流阶段性变化规律,并建立双累积曲线模型定量计算了驱动因素降水和人类活动对径流减少的影响量。结果表明:(1)汾河水库控制流域内静乐站和上静游站径流均呈现减少趋势;(2)流域内静乐站径流序列突变年份为1979年,上静游站为1982年;(3)人类活动是该流域径流减少的主要因素,占径流减少总影响量的84.48%,静乐站和上静游站的降水对径流影响率分别为15.62%和14.95%,人类活动的影响率分别为84.38%和85.05%。     

变化环境下时变标准化径流指数的构建与应用

变化环境下,干旱指数可能表现出非一致性特征。本文假设径流序列为二阶非平稳序列,建立以时间为协变量的时变矩GAMLSS模型,该模型采用非一致性Gamma分布拟合实测径流序列,并基于该模型计算出的时变标准化径流指数SRIt,与传统指数SRI进行对比分析,以验证其合理性与必要性。结果表明:基于时变矩模型的时变标准化径流指数SRIt更适应于潘家口水库流域变化环境下水文干旱的评价。时变标准化径流指数SRIt的值整体上比基于一致性模型的指数SRI偏小,即所表示的干旱程度更加严重,主要是因为时变矩GAMLSS模型能够反映出变化环境下径流序列的变化趋势,该趋势是影响径流的一系列因素共同导致的,如气候变化,人类活动等。而在受这些因素的影响下,潘家口水库流域的水文干旱事件频率增加,严重程度增强。     

汾河水库控制流域径流突变及其驱动因素

针对目前汾河入黄径流锐减的问题,基于汾河水库控制流域1960-2013年54年的径流资料,采用MannKendall法和滑动T法相结合对径流时间序列进行突变检验,探究了流域径流阶段性变化规律,并建立双累积曲线模型定量计算了驱动因素降水和人类活动对径流减少的影响量。结果表明:(1)汾河水库控制流域内静乐站和上静游站径流均呈现减少趋势;(2)流域内静乐站径流序列突变年份为1979年,上静游站为1982年;(3)人类活动是该流域径流减少的主要因素,占径流减少总影响量的84.48%,静乐站和上静游站的降水对径流影响率分别为15.62%和14.95%,人类活动的影响率分别为84.38%和85.05%。     

变化环境对潮河下游径流一致性的影响

水文分析要求径流资料的时间序列一致性,但变化的环境破坏了径流序列的稳定一致性变化规律。在气候变化和频繁的人类活动的影响下(水利工程建设、植被覆盖改变和城市化建设等),流域的下垫面条件和产流物理机制发生了明显变化,导致径流序列出现变异情况,不能满足频率计算分析水文时间序列一致性的要求和同分布的假定。应用Mann-Kendall非参数秩次检验法、Pettitt检验法、方差分析法对潮河流域下游下会站1976年-2012年的年、月径流和降水时间序列的趋势成分、突变成分、周期成分和随机成分分别进行了检验和识别,并通过对比分析降雨和径流时间序列的成分,推断出气候变化和人类活动对潮河流域下游降水和径流演变过程的影响。     

蚁群聚类在径流影响因素时间序列分析中的应用

灰关联分析表明,黄河上游贵德站年降雨量、太阳黑子相对数以及人类活动干扰度对贵德站年径流都有较大的影响.为此,提出了一种新的基于蚁群的聚类分析方法,对贵德站年降雨量、太阳黑子相对数以及人类活动干扰度所组成的多维时间序列进行聚类分析.分析结果显示.此序列具有9～12年和2～3年的周期.根据相似性搜索原理,由此可推测出贵德站年径流序列也具有9～12年和2～3年的周期,从而实现了由影响因素的综合变化规律推求径流变化规律的目的.     

基于SWAT模型对气候变化与人类活动影响下径流变化的量化分析

近年来在气候变化和人类活动共同影响下,海河流域径流出现了较为严重的减少趋势。为厘清气候变化和人类活动对不同类型流域径流变化的影响,分别以海河流域中受人类活动影响较为显著的漳河上游流域和受人类活动不显著的滦河上游流域作为研究对象,基于近60年的实测径流资料,验证了SWAT模型在海河典型流域的适用性;构建了基于SWAT模型的径流变化归因分析模型,分析了两种不同类型流域径流变化特点和两种影响因素的各自贡献率,进而系统分析并对比了不同驱动因素下两流域径流变化的差异特征。结果表明:近60年来两流域的径流均呈现下降的趋势,漳河上游以人类活动为主导因素,其贡献率为65%;滦河上游则以气候变化为主导因素,其贡献率为89%。相较于滦河上游流域,受人类活动影响显著的漳河上游流域流量值分布更为离散、下降更为明显,且对平水年和枯水年的影响更为显著。