红河流域月径流时间序列的混沌特性分析

目前已有多种方法和指标来识别水文序列的混沌特性,但单独一种方法一般不能作为混沌特性识别的充分条件。根据相空间重构和混沌理论,对红河流域上游大东勇站1958-2010年、中游元江站1953-2010年和下游蛮耗站1957—2010年的月径流序列进行了较全面的混沌特性分析。首先采用去偏复自相关函数法和CAO法计算重构参数来对各站月径流序列进行相空间重构,然后分别计算其最大Lyapunov指数、Kolmogorov熵和关联维数,用这3个不同的混沌判别指标共同分析各站月径流序列是否具有混沌特征。经计算,红河流域各站月径流序列各个混沌判别指标均表明其具备混沌特征,为利用混沌理论建立预测模型提供了科学的依据。     

降水时间序列的混沌特征分析

以广东省东江流域月降雨序列为例，在介绍相空间重构原理的基础上，探讨了混沌分析的主要定量指标：饱和关联维数D2和最大Lyapunov指数λ。得到该时间序列的饱和关联维数D2=3．93，最小嵌入维数m=8，最佳嵌入滞时r=3个月，最大Lyapunov指数A=0．253。并且采用主分量方法进一步验证了该序列具有混沌特性，为东江流域月降雨预测提供了较为科学的依据。     

基于混沌的小凌河流域月降水时间序列分析

小凌河流域是辽宁省西部地区较大的河流之一,近年来降水量的减少是影响该流域水资源开发利用的重要因素。本文以小凌河流域的典型测站-锦州水文站1951—2012年的月降水时间序列为例,采用混沌理论中的C-C法确定时间序列的延迟时间间隔,重构嵌入相空间,并利用G-P算法计算该序列的关联维数,结果表明,小凌河流域月降水时间序列存在明显的混沌特性。同时,采用主分量分析法予以验证。从而为进一步建立月降水预测模型奠定了基础。     

钱塘江径流系统的混沌特性分析

以富春江电站作为钱塘江流域的径流代表站,利用1970-2005年日径流时间序列资料,开展了钱塘江径流系统的混沌特性研究。重点计算了最大Lyapunov指数和吸引子维D数D*。从计算结果可以判定,钱塘江径流系统中不同程度地存在着混沌现象,因此可采用混沌理论和方法来认识其规律。     

日径流序列混沌识别中合理长度的确定

混沌理论是进行水文时间序列分析的重要手段。为保证分析结果的可靠,主张充分利用现有资料,但目前缺乏时间序列长度对混沌特性识别影响的研究。以长江上游武隆站和北碚站日径流序列(1951年-2012年)为例,通过对二者进行混沌分析,研究了最大Lyapunov指数对序列长度的响应。结果表明,日径流时间序列长度过小时会影响混沌识别结果,使结果缺乏可靠性;并不是样本序列长度越长混沌识别结果越好;当序列长度达到3 000左右时,序列的混沌特性达到稳定,结果可靠并缩短了计算时间。     

地下水位时间序列的混沌特征分析

将重构相空间理论和加权一阶局域预测模型应用于地下水位时间序列的预测,结果表明:①将重构相空间理论用于一维水文时间序列预测建模,能较好地反映该序列内在的运动机理,揭示水文动力系统复杂的运动规律和演化过程;②应该考虑将混沌理论与其他非线性动力系统的相关理论进行结合来预测地下水位;③模型预测精度较高并具有广泛的实用价值,为进一步研究提供了一个新的思路。     

基于多元时间序列的河流混沌特性研究

以混沌理论为基础,提出了河流混沌特性分析方法。选择对河流演变有重要影响的宽深比时间序列和水沙时间序列,首先对这些时间序列进行相空间重构,计算不同河型的宽深比、径流量和含沙量时间序列的饱和关联维数和最大Lyapunov指数,然后通过求这些时间序列的饱和关联维数的加权平均值和最大Lyapunov指数的加权平均值,得出不同河型的混沌特性。以黄河下游的6个河段3种河型为例,对宽深比、径流量和含沙量时间序列,分别进行混沌特性分析。研究结果表明,河流演变具有明显的混沌特性,但不同河型表现出的混沌特性不同,游荡河型混沌特性较强,弯曲河型混沌特性较弱。通过对河流混沌特性分析,有助于加深对河流演变预测的进一步认识。根据混沌理论,混沌系统短期行为可以预测,而长期不能预测。所以,河流演变预测是短期可行,长期很难预测、甚至是不可预测的。     

混沌时间序列法在地下水位预测中的应用

在相空间重构的基础上,并借助G-P（Grassberger-Procaccia）算法、C-C方法和Woff方法分别从濮阳市范县、华龙区和南乐县中的某观测孔的地下水位一维时问序列中提取lyapunov指数,通过对地下水时间序列的混沌特性识别,表明其时间序列具有混沌特征。然后运用加权一阶局域法对地下水位时间序列进行预测。结...     

不同时间尺度的径流时间序列混沌特性分析

径流序列的动力行为是在复杂非线性和多尺度现象综合作用下的外在表现.基于混沌理论和相空间重构理论,以金沙江和美国Umpqua河统计的日径流序列为研究对象,对不同时间尺度(日、旬和月)的径流序列,首先利用0-1混沌测试算法计算其渐进增长率,探讨径流序列混沌特性随时间尺度的变化规律,然后重构以上径流序列的相空间,分别计算关联维数、最大Lyapunov指数和Kolmogorov熵.用这3个混沌判别指标分析不同时间尺度下径流序列的混沌特性及其随时间尺度的变化规律.研究结果表明,时间尺度和径流序列非线性特征之间的关系并不明显,渐进增长率随时间尺度的增加并无明显的变化规律,嵌入维数则随时间尺度的增大呈减小趋势,最大lyapunov指数和Kolmogorov熵随着时间尺度的增加逐渐增大.     

月径流序列混沌特性识别及预测

以混沌理论和相空间重构原理为基础,分析计算大峪水文站1955-2006年月径流序列的最佳延迟时间和嵌入维数;运用最大Lyapunov指数λ10证实大峪月径流序列具有混沌特性,从而建立了基于混沌特性的BP神经网络预测模型。仿真及预测结果表明:该模型预测精度较高,可用于大峪月径流预测。     

黄河流域降水变化规律分析

近年来，黄河下游出现许多新问题，如冬春季断流日益严重，汛期洪水水位表现高、传播速度慢等，这些问题都与黄河流域降水量变化有关系。本文分析了黄河流域各区年降水量和暴雨量及暴雨强度的变化规律，其中用年最大７日（或最大１日）和最大３０日降水量代表暴雨量和暴雨强度，能比较好地反映降水与产流产沙的关系，对黄河下游防洪减淤工作具有指导意义。     

义昌河流域降水特性分析

该文通过对义昌河流域多年降水资料进行统计分析,从影响降水的主要天气系统、暴雨成因、地形条件等方面对流域降水特性进行系统分析,最后总结出该流域降水的一般规律。     

黑惠江流域短历时雨量特性分析

暴雨是水文循环中的活跃因子,其突发性强,分析暴雨分布规律及参数可为暴雨预报、灾害预报提供背景资料。通过黑惠江流域内9个自记雨量站资料,对10 min、60 min、6 h、12 h、24 h、3 d不同时段的6个最大点雨量的统计计算,在分析每个时段的多年平均时段最大雨量和变差系数的基础上,总结出不同时段点雨量参数的地区分布、出现时间。对黑惠江流域的洪水预报起到重要的作用,同时对苍山水土流失治理、洱海水资源保护具有重要意义。     

永翠河流域降水、蒸发特性分析

对特定流域的降水蒸发特征进行分析在区域水资源研究中具有十分重要的意义。文章以永翠河流域为例,对流域降水量的年际变化、年内分配、出现频率、流域内分布情况进行了分析,对流域蒸发量及其相关的旱涝指标亦根据流域自身特点,采用目前通用的分析计算方法进行有针对性的论述,并对各项分析结果进行了整体评价和总结。     

汾河流域58年降水量变化特征分析

利用汾河流域1956-2013年的月、年降水量资料,分析了汾河流域降水量时空分布特点,年际、季和月降水量演变趋势。结果表明:汾河流域降水量由南向北递减,上下游降水量同丰同枯出现的频率较高,在60%以上,其中同丰出现频率29.3%,同枯出现的频率为32.8%。汾河流域年降水量整体呈现下降的趋势,但21世纪以来降水量呈现明显的回升态势,尤其是近5年来,平均降水量高出多年平均值44.8 mm,与降水量丰沛的20世纪50、60年代相当。季降水量、月降水量呈现不同的增减态势,春季、夏季呈现减少的趋势,秋季、冬季则呈现增加的趋势;1、2、9、12月等4个月呈现明显的增加态势,3、4、7、8月等4个月呈现明显的减少态势。     

祖厉河流域降水特征及变化趋势分析

通过对14个代表站降水量资料的分析,得出了祖厉河流域降水量的变化特征、时空分布规律及变化趋势。祖厉河流域降水量年内分配不均,年际变化大,降水量随时间递减的趋势显著。     

黑龙江流域降水变化特征分析

为了全面研究黑龙江流域降水变化情况,收集黑龙江流域国内外25个气象站的降水资料,通过线性趋势法、距平累积法、变尺度趋势分析法分析降水趋势特征;用Mann-Kendall法分析降水突变特征;用小波分析法分析降水周期性特征。结果表明:在1954—2012年的研究期内,黑龙江流域降水线性趋势变化率仅为-0.74%/(10 a),变尺度趋势分析发现降水在97.7%的有效统计时间段内均无显著趋势变化;距平累积法和Mann-Kendall突变检验结果发现降水具有明显的阶段性变化;小波分析证实了降水存在主周期为28,12,4 a的显著周期性。综上,黑龙江流域降水变化的周期性要明显强于趋势性。研究成果可为中俄跨界河流管理提供现实基础。     

松花江流域近50年降水序列趋势分析

利用松花江哈尔滨水文站1961—2008年降水量观测资料,采用一元线性回归和累积距平分析法,分析了松花江哈尔滨水文站月降水量的季节性变化特征。结果表明:松花江流域夏季和秋季降水量随时间变化呈递减趋势,而春季和冬季降水量则呈递增趋势;春季降水变化趋势和冬季基本相似,变化幅度较小,而夏季降水变化与秋季降水、年平均降水波动均较大。     

东江流域水文时问序列的周期分析

利用频谱分析法对东江流域控制性水文站博罗站的年径流序列进行了计算与分析,得出的东江流域年径流量存在约2．2年、4．5年、2．4年、12．5年和8．3年的周期。了解年径流序列的周期特征,对进一步合理开发利用东江流域水资源具有一定的参考作用。     

汀江溪口段溶解氧长年偏低成因分析

溪口水文站监测断面历年水质监测数据表明,该断面5～10月份的溶解氧长年偏低,而其他反应有机污染的指标却优于Ⅱ类水.通过调查分析,认为这一现象的成因是水库季节性分层导致水库出水溶解氧偏低,而电站的梯级开发又使得水体复氧缓慢,这两方面的因素造成了溪口段溶解氧长年偏低.