基于可变集的汛期分期多指标识别方法

考虑多指标影响下的汛期分期研究,可以转化成多指标模糊识别问题。因影响汛期划分的多指标是非此即彼的清晰值,用清晰值去计算模糊概念汛期的相对隶属度,宜采用可变集方法。本文提出了基于可变集的汛期分期多指标识别方法,详细论述了该方法的基本思路,并以潘家口水库控制流域的汛期分期为例进行了实例研究。研究结果表明,本文方法应用的理论符合汛期分期的可变模糊清晰特性与可变集质量互变定理,且计算过程简单,汛期划分结果精细、可靠。     

基于主成分分析法与量变质变判别模式的汛期分期

现行的汛期分期方法存在理论依据薄弱、考虑因素单一、阈值选取主观性强以及计算繁琐等缺陷,不能简便合理地进行汛期分期。为此,以李仙江流域为例,应用量变质变判别模式,结合主成分分析法,研究了基于综合指标、洪水指标以及暴雨指标的流域汛期分期规律,并与其他方法进行比较。结果表明,分期结果能反映指标的物理意义;汛期分期结果与分期指标有密切关系,在实际应用,应综合考虑多种指标;依据对立差异度意义划分的汛期过渡期具有较高的可靠性。     

基于熵权法的万安水库汛期分期计算

为全面客观反映流域暴雨洪水季节变化规律,以便对万安水库原有分期进行科学合理论证,研究需对流域降雨、洪水等多项指标进行综合分析。针对各指标对流域分期影响程度具有较大差异的情况,研究采用能灵活度量指标影响效应的熵权法对万安水库各分期指标进行熵权计算,并由计算得到的信息熵值对流域进行汛期划分。将划分结果与原有分期和Fisher方法分期结果进行对比分析。结果表明,基于熵权法的分期与原有分期较为接近,但建议原分期应适当调整。本方法一方面保证了分期的客观与合理性,为决策者提供了更多决策空间,另一方面也有利于对流域各降雨洪水分期指标进行影响程度分析。     

基于Fisher最优分割法的汛期分期

针对传统汛期分期方法中常用的数理统计法、模糊集合分析法存在的主观性强、指标单一化的缺点和不足,提出了利用Fisher最优分割法进行汛期分期。以太平水库为例,选择能反映水库流域暴雨洪水季节性规律的4个指标,利用Fisher最优分割法计算目标函数,最终确定汛期分期,并与传统方法进行比较。结果表明,该方法可以适用于汛期分期,与传统方法相比具有一定的优越性。     

系统聚类法在水库汛期分期中的应用

针对水库控制流域汛期分期的实际问题，研究提出了采用多因子、基于模糊相似矩阵的系统聚类分析方法，避免了以往研究采用单因子进行分析带来的片面性．章以滦河流域为实例，选用描述流域降雨和洪水特性的6个因子，计算论域元素之间的相似系数，以构成模糊相似矩阵，然后通过系统聚类分析，进行了汛期的分期分析计算．计算结果表明，该方法更具合理性。     

降水量突变对汾河流域汛期影响研究

传统汛期分期方法计算繁琐且较少考虑气候的变化,为更加科学合理地进行汛期分期,本文采用CSD法检测到1957-2014年汾河流域降水量(p)突变年为1985年,然后以1985年为分界点,应用判别模式法对汾河流域进行汛期分期,并引入均方差评价指标S对各分期结果进行评价。研究表明:由CSD检测法得到汾河流域降水量突变年为1985年,以突变年为分界点,得到1986-2014年主汛期较1957-1985年汛期分期短30天,降水量呈减少趋势的地区,降水量突变年后主汛期会较突变年前缩短。     

集对分析在汛期分期中的应用研究

合理的流域汛期分期,对水库防洪、兴利和实现洪水资源安全利用具有关键意义。现有汛期分期方法较复杂,计算繁琐,不便于应用。为此提出了基于集对原理的汛期分期方法——集对分析法(SPAM)。介绍了集对分析的基本思路和汛期分期计算的步骤。实例分析表明基于集对分析的汛期分期可行,分期结果可信。SPAM概念清晰,结构简单,计算简洁,易操作,是一种有效的分期途径。     

基于PCA-Fisher最优分割法的汛期分期影响研究

针对传统汛期分析方法主观性强、研究论域单一等问题,以申村水库流域为例,首先采用均值变点分析法寻找月降雨-径流的相关系数列变点,定量确定汛期研究域;再应用Fisher最优分割法,结合PCA法确定各项指标权重研究了基于综合指标、洪水指标以及暴雨指标的流域汛期分期规律,并依据区域气候成因对分期结果进行分析。结果表明,基于PCA-Fisher最优分割法可行;汛期分期结果与分期指标有密切关系,在实际应用,应综合考虑多种指标;人为判定汛期研究域缺乏对气候变化和极端天气等因素的考虑,需对气候变化等因素对汛期的影响做深入研究。     

流域降雨量分形方法在水库汛期分期中的应用

针对传统的水库汛期分期方法主观性大且分期判定指标因子单一的问题,基于分形方法,以降雨量为指标对澄碧河水库汛期进行了分期。在分期前,先根据流域历史日均降雨量确定水库汛期的起讫时间,再根据分形的聚类性确定水库分期的数量。结果表明:澄碧河水库汛期为4月13日—10月31日,其中前汛期为4月13日—6月6日、主汛期为6月7日—8月25日、后汛期为8月26日—10月31日。     

水库汛期分期定量分析方法的应用比较研究

传统的水库汛期分期方法多采用结合数理统计的定性分析途径,其结果往往带有不确定性,而科学的定量分析方法可为汛期的合理分期提供依据。本文以滦河流域潘家口水库为实例,采用常用的6种聚类分析方法进行了定量分期研究,并结合对水库汛期分期本质的分析,对各种方法的适用性进行了综合对比。     

基于洪水资源利用的汛期分期研究

我国许多流域水资源短缺,而年内降雨量主要集中在汛期几个月。传统的汛期划分方法常常造成汛期大量弃水、汛末无水可蓄现象,影响了水库兴利功能的发挥。为此,从洪水资源利用的角度出发,分析了常用的汛期划分方法的不足之处,提出基于降雨、径流规律分析的定性统计法与Fisher最优分割方法相结合的汛期划分方法,并以跋山水库为例进行了汛期分期划分,划分结果较为理想。     

改进矢量统计法在汛期分期中应用研究

汛期分期方法是水库汛期划分的技术手段,合理的汛期划分是实现汛限水位分期控制的基础,是洪水资源化研究的重要组成部分。反映因素全面和划分结果直观是汛期分期方法应用的关键,针对矢量统计法在汛期分期应用中的局限性,提出了同时考虑时间密度和统计样本量级的改进措施,并以实例分析了改进后的矢量统计法在汛期分期应用中的适用性。结果表明,改进后的矢量统计法克服了统计值时间重合和统计点反映信息单一的缺陷,分期结果合理。     

减法集对势在佛子岭水库汛期时间域划分中的应用

为有效表征水库流域降水、径流等不确定性因素对水库汛期时间域划分的综合影响,针对基于集对分析的 汛期分期现有方法中根据人为经验确定汛期的问题,应用水库汛期时间域划分概念,提出采用减法集对势方法判 别汛期时间域划分结果,构建基于减法集对势的汛期时间域划分方法。以佛子岭水库汛期划分为例加以验证,选 择能够影响汛期划分的?5?个暴雨、洪水指标,并根据当地气候特性,进行佛子岭水库汛期时间域划分,其中汛期分 期包含前汛期、主汛期、伏旱期和后汛期 4 个分期,最后与集对分析两元和三元联系数法进行对比分析。应用结 果表明：用减法集对势法进行水库汛期时间域划分简便实用,汛期划分成果合理,与集对分析两元和三元联系数 法的分期结论相一致,能客观反映佛子岭流域暴雨洪水特性对汛期影响的态势,能直观区分非汛期和汛期的界限。 提出的减法集对势法用于汛期时间域划分合理可行,在水库汛期时间域划分中具有推广应用前景。     

基于最优分割和大尺度天气系统分析的宿州降水阶段划分

为科学划分降水阶段,有效利用降水时空特征划分水库汛期和确定干旱识别时段起讫日期,克服以日、月、季降水量为指标进行划分的不足,采用最优分割法和大尺度天气系统分析相结合的方法,对宿州多年平均日降水序列进行阶段划分。 识别出 6 个阶段日均降水量分别为 2.09,4.72,8.13,6.05,2.66,0.97 mm,阶段降水量具有显著差异。 该方法划分的降水阶段可为宿州市区域水库汛期划分、干旱识别中的时段起讫日期确定提供科学依据,为类似地区的水库汛期划分和干旱识别提供一种新思路。     

高山冰川作用下流域水库汛期分期

针对高山冰川作用下流域水库汛期分期的实际问题,以玛纳斯河流域夹河子水库为研究对象,识别汛期划分的主要影响因素,选择汛期划分依据,采用定性和定量分析相结合的方式,综合成因数理统计、矢量统计、模糊分析、系统聚类4种汛期分期方法,分析各种方法适用性,提取合理成分,结合天山北坡气候带的水文气象特征和水库控制运用特点,确定汛期范围：7月10日至7月30日为前汛期, 8月1日至8月15日为后汛期。为夹河子水库的分期运行提供了理论依据。     

乌江彭水水库分期汛限水位探究

在保证防洪安全的前提下,根据不同的洪水分期,设定水库不同的汛限水位,可使水资源得到充分的利用。根据影响乌江流域整个汛期降水的天气环境条件及彭水水文站实测洪水峰量大小和出现时间等规律的统计,将8月20日确定为彭水水库主汛期和后汛期的分界点,并推求了彭水水库的分期设计洪水。分析结果表明,在不增加库区淹没损失、满足水库下游防洪要求及不影响枢纽防洪安全的前提下,将彭水水库后汛期8月21～31日的水库防洪限制水位提高到292 m,可增加电站的年平均发电量约0.23亿kW·h。     

水库汛限水位实时动态控制方案优选研究

水库汛限水位动态控制方案优选属多阶段多目标群决策过程,在水库调度中具有重要作用。针对水库汛限水位动态控制多目标的矛盾性,本文将基于协商对策的多目标群决策模型,应用于水库汛限水位实时动态控制方案优选,选取洪水资源利用率、保证率可靠度、调洪最高水位和最大下泄流量作为优选指标,并采用基于博弈论的组合赋权法将经验权重与数学权重融合,确定各指标权重。以大伙房水库为例,分析其汛限水位实时动态控制时,决策者不同偏好时的最优值。结果表明,采用该模型优选出的方案可以为决策者提供较为直观和合理的决策依据。     

吴城水库汛期分期调度研究与应用

吴城水库是一座综合利用的中型水库。近年,水库供水面临诸多困难的挑战,蓄水只有靠拦蓄雨洪资源。为了充分发挥水库的防洪与兴利效益,本文从气候成因分析、数理统计和模糊分析的角度分析研究了水库汛期分期调度起讫日期的划分,将整个汛期划分为前汛期、主汛期和后汛期,并按其分期采用不同汛限水位值,实现了将汛限水位按分期实行动态控制,使水库年平均可多蓄水180万m3。这无疑对解决该地区缺水问题具有十分重要的现实意义。     

水库汛期分期及分期汛限水位研究综述

利用分期汛限水位进行分期水库调度是同时满足防洪要求和水资源利用需求的有效手段,而汛期分期决定了分期汛限水位的合理性.因此,分期水库调度的两个关键问题是:汛期分期的划分;分期汛限水位的确定.本文就水库汛期分期的划分方法及分期汛限水位的确定方法进行阐述.阐述国内水库汛期分期和分期汛限水位的发展历程,总结其方法并进行了对比,并得出对其成果的看法和展望,以便使水利工作者在今后确定汛期分期和确定分期汛限水位的工作更高效.     

水文变异对水库汛期分期及汛限水位确定的影响

为科学探讨水文变异对水库汛期分期及汛限水位的影响,基于广西澄碧河水库53年径流数据,采用Mann-kendall、滑动T和Morlet小波等分析水文变异情况并确定突变年,应用集对分析法分别对变异前后的水库汛期进行分期,并结合调洪演算推求和比较水文变异前后的汛限水位。结果表明:径流序列呈现下降趋势,并存在19年的主周期,突变年为1990年。水文变异对水库汛期分期结果有一定影响,主要表现为缩短了前过渡期历时,延长主汛期历时。前汛期汛限水位可调控范围变异前为185~187 m,变异后为185~187.97 m,水文变异使前汛期汛限水位调控上限增加0.97 m,而后汛期变异前为185~188 m,变异后为185~187 m,水文变异使后汛期汛限水位调控上限减少1 m,可见水文变异主要影响着前后汛期汛限水位调控的上限,主汛期无明显变化。