水库运行对径流—泥沙关系的影响分析

为研究水库运行对水沙关系的影响,以黄河上游龙羊峡水库为例,采用CEEMDAN方法对建库前后水沙序列进行多时间尺度分析,并与集对分析和信息熵理论相结合,分析水沙随机变化复杂性及水库运行对水沙关系的影响。结果表明,建库前水沙各序列具有较好的相关性,水库运行对多时间尺度下水沙关系影响显著;径流量、输沙量在短周期上以同一度和联系度为主,在长周期上以对立度为主,且水库运行后二者之间的同一度和联系度减小,差异度和对立度增大;水库运行后径流量与输沙量的熵值同步变化的关系被打破,二者之间熵值年际变化较稳定,说明水库运行改变了水沙同步变化的关系。     

尼尔基水库运行对嫩江水文情势的影响

水库运行是导致河流水文情势改变及其生态响应的主要驱动因素,是当前生态水文学研究的热点。基于水文变化指标/变化范围法(IHA/RVA),定量评估了尼尔基水库运行下32个水文指标,基于HYDROTEL水文模型的无水库情景下的径流模拟结果,对比分析了建库后实测径流和模拟径流,揭示了尼尔基水库运行在极端水文事件下对径流影响的贡献量。结果表明,在尼尔基水库调蓄作用下,其下游嫩江水文情势的整体水文改变度达到66%;尼尔基水库在极端枯水年和极端丰水年的背景下对嫩江径流影响的贡献率分别为68.82%、32.18%,水库运行对极端枯水年水文情势的影响强于对极端丰水年水文情势的影响。研究成果可为尼尔基水库运行调度及其下游嫩江生态保护提供依据。     

二滩水电站运行后对雅砻江下游河流水文情势的影响分析

为评估二滩水电站运行后对下游雅砻江水文情势的影响程度,针对雅砻江下游小得石水文站1958～2012年期间逐日流量变化情况,采用变化范围法（RVA）求得水文变动指标（IHA）中33个水文参数的改变及水文改变程度。结果表明,二滩水电站运行后,其下游雅砻江月平均流量变化的改变不大,年最小流量的改变有所增加,年最大流量变化不大;年最大流量、年最小流量的出现时间均由建库前的30日左右增加到90日左右,偏差较大;年高低流量的频率升幅较大,但持续时间略微减少;涨水率有所上升;落水率有所下降。最终根据水文综合改变度评价雅砻江河流水文情势总体改变度为68.31%,这表明二滩水电站的运行对下游小得石水文站的水文情势的影响为高度改变。     

岷江流域径流变化及成因分析

针对水利工程建设运行造成岷江流域径流情势变化等问题,定量分析岷江流域径流情势变化,运用Mann-Kendall法、累积距平法、滑动T检验法分析了径流量与降水量特征;考虑水利工程建设对突变前后水文指标进行割裂,选择生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评价岷江水文情势变化;基于6种Budyko假设公式,量化分析气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明,1956～2017年岷江流域径流量呈明显下降趋势,并在1993年前后发生突变;整体径流情势改变度为45%(呈中度改变),整体降水改变度为37%(呈中度改变);降水量及潜在蒸散发量在同期内呈下降趋势,但整体变化趋势不显著;人类活动是影响岷江流域径流情势变化的主导因素。     

RVA法评估枫树坝水库对径流的影响

针对河道径流易受人类活动影响而导致水资源紧张,以变化范围法(RVA)评估枫树坝水库建成后对东江上游河川径流特性的影响.利用龙川站1952～2005年的实测径流数据,通过分析32个水文改变指标的中值及离差系数,结果表明水库建设后径流年内分布发生不同程度的变化,并根据Richter建议的分类法评估得知枫树坝水库的建设对径流的影响属于中度改变.     

典型暴雨优选综合模型研究

鉴于典型暴雨在资料缺乏的中小流域水文设计时的重要性,考虑到典型暴雨本身具有灰色性、模糊性及随机性,从水文设计的安全性与样本集的整体性考虑,确定能反映暴雨特性的因子指标,采用可能度法计算各指标的权重,在典型暴雨灰加权关联度综合评价模型、典型暴雨模糊加权模式识别模型及典型暴雨贝叶斯加权评价模型三个单一模型的基础上,构建了基于贝叶斯理论的典型暴雨灰色模糊优选综合模型,以优选典型暴雨。实例应用结果表明,单一模型及综合模型均给出了选择典型暴雨的定量计算方法,得到了典型暴雨的可行性解集,弥补了传统定性选择典型暴雨主观随意性较大的不足,其中综合模型得到的可行性解集更可靠,解集中各元素的离散程度大,更便于典型暴雨的优选。     

基于累积前景理论和最大熵理论的水库多目标防洪调度决策方法

针对多目标、多属性、多层次、多阶段的水库防洪调度方案决策优选问题,以累积前景理论为基础,综合考虑决策专家的心理行为和风险态度,建立了正负前景价值矩阵;并引入最大熵理论以降低评价过程的不确定性,构建了基于累积前景理论和最大熵理论的水库多目标防洪调度决策优选模型(CPT-MET);最终在主客观权重所确定的搜索范围内进行模型优化求解,依据各方案的最优综合前景值进行决策优选。实例应用结果表明,所提方法综合集结了决策者的风险态度信息、有效融合了主客观权重信息,排序结果与灰色关联分析、vague集、集对分析等方法完全一致,且评价结果的灵敏度系数更高,可为水库防洪调度决策优选提供可靠的理论依据。     

龙羊峡水库年末运行水位控制研究

龙羊峡多年调节水库年末运行水位控制是关系到黄河上游梯级水电站整体效益的关键问题。在分析影响龙羊峡龙刘两水库年末运行水位主要因素的基础上,结合黄河上游梯级水库联合调度的特点,建立了龙羊峡水库模拟调度模型,拟定以三个来水典型年和不同起调水位的组合方案,在满足下游综合用水基本要求的前提下,重点从发电量和弃水概率两方面分析论证了龙羊峡水库年末运行水位的合理控制区域。研究成果对今后龙羊峡水库调度运行和其他类似多年调节水库的调度具有一定的参考价值。     

基于主成分分析法的玛纳斯河水文情势分析

为实施流域生态综合治理,基于玛纳斯河逐日径流、降雨及气温资料,采用M-K检验法、指标变化范围法(IHA-RVA法)及主成分分析法综合定量评价水文情势改变程度。结果表明,水文、气温、降雨量突变点分别为1996、1986、2005年;玛纳斯河整体水文改变度为62.36%,属于中度改变,其中12个指标发生高度改变;主成分分析法筛选得出的7个重要指标,经计算水文改变度为57.33%,属于中度改变,与IHA指标体系的水文改变度仅相差5.03%。分析表明,流域内气候及降雨的变化是导致河流水文情势变化的重要原因。     

三峡水库蓄水后洞庭湖水文情势变化研究

为定量评估三峡水库蓄水后洞庭湖水文情势改变程度,选取洞庭湖出口控制水文站——城陵矶1959~2013年逐日水位数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法检验及滑动T检验法分析了洞庭湖水系水文特征与变化趋势,并应用水文指标变动范围法(IHA-RVA)及水文改变度法综合评价了三峡水库蓄水后城陵矶水文站水文情势改变程度。结果表明,城陵矶站年均水位呈显著增长趋势,突变年份出现在2003年;城陵矶水文站整体水文改变度为56%,达到中度改变,其中基流指数受影响最大。     

基于博弈集对云的中压配电网运行状态评估与预测

目前,配电网运行评估主要集中在状态等级的确定方面,对发展趋势的分析较少,导致无法识别运行过程中的薄弱环节。同时,考虑到集对分析法的联系度采用线性处理进行量化分析,结果难以客观反映工程实际状况。为此,结合集对分析和云模型构建中压配电网运行状态评价模型,并引入博弈论构建最优组合权重模型。将两种模型的结果加权确定出综合云联系度,生成对应的状态云图以掌握配电网的运行状态。再根据各指标偏联系数的发展态势,识别出配电网运行过程中的潜在风险。最后,以宜昌市内3个地区的运行数据为例验证模型的合理性,评估结果与实际运行情况相符。同时,各地配电网的置信因子均小于0.01,验证了模型的有效性。研究成果可用于指导工程实践。     

集对分析在改进BP神经网络凌汛开河日期预测评估中的应用

为客观和有效地定量评估BP神经网络凌汛开河日期预测模型,以黄河内蒙段三湖河口站冰凌开河日期为例,采用粒子群算法、遗传算法及小波分析理论对BP神经网络进行改进,并以集对分析理论的同一性、差异性和对立性对改进预测模型的数据集合建立评估模型.评估结果表明,集对分析与平均相对误差精度相比能更合理地反映模型预测效果.     

集对分析在水文统计、分类及相似性分析中的应用

利用1989～2008年北部湾钦江陆屋站实测流量、水位和降雨资料及北部湾12个小河流域特征值,根据集对分析的联系度原理进行水文相关分析、分类及相似性选择计算。结果表明,集对分析法可简单、准确、可靠地分析水文水资源现象中不确定性的复杂结构,能进一步完善水文水资源不确定性分析方法。     

基于加权秩次集对分析法的年径流预报模型

针对秩次集对分析方法在年径流预报中存在的问题,对其历史集合中的各元素所在位置与后续值的位置之间的间隔赋予了不同的影响权重,构建了年径流加权秩次集对分析预报模型,给出了模型在年径流预报应用中的步骤,利用黑河干流莺落峡站1945～2009年的实测径流资料检验了该模型的有效性,并与秩次集对预报模型、ARIMA预测模型及BP预测模型的预测结果进行了比较。结果表明,加权秩次集对预报模型的平均误差为12.29%、合格率为100%,本文对秩次集对预报模型的改进有效、可行。     

基于广义集对势的年径流丰枯分类模型及应用

针对目前年径流丰枯分类常用方法存在的不足,鉴于年径流丰枯分类同时受年径流总量及其年内时程分配的影响,提出了基于广义集对势（GSPP）判别准则的年径流丰枯分类模型,并将该模型应用于黑河莺落峡水文站年径流丰枯分类中,判别了不同水文年的丰枯状态,划分了年径流序列的水文丰枯阶段。结果表明,该模型不仅考虑了年内逐月径流分量的权重值,同时通过广义集对势从联系趋势的角度进行径流丰枯分类,思路清晰,过程直观,在水文分类中具有一定的推广应用前景。     

湄公河清盛站水文情势变化分析

以湄公河清盛水文站为例,采用MannKendall统计检验方法和Pettitt突变检验方法分析了1960 ～2003年径流量的变化趋势和突变点,基于水文变化指标,采用变动范围法定量评价了清盛站水文情势 的变化程度。结果表明,清盛站年均流量总体呈下降趋势,枯季平均流量呈上升趋势,汛期平均流量呈 下降趋势;径流系列基本未发生突变;1992年前后出现显著变化的水文指标有河流枯季月均水量、年均 最小流量与出现时间、低流量谷底数与平均持续时间及流量平均变化率与逆转次数;河流水文情势整体 属中度变化。     

基于组合赋权的模糊熵与灰色聚类-SPA水资源短缺风险二维综合评判模型及应用

水资源短缺风险评价存在诸多不确定因素,而传统灰色聚类评价法忽视了这一因素,且根据聚类系数最大原则确定评价等级降低了结果的可靠性。为此引入集对分析SPA理论,建立联系度分量与聚类系数的耦合关系,以兼顾评价中的确定性与不确定性信息;同时选用指数型白化函数,运用最小偏差组合赋权法确定各指标权重。此外,将模糊熵理论作为第二维评价体系来表征短缺风险的复杂度,建立基于组合赋权的模糊熵与灰色聚类-SPA二维综合评判模型,并应用于水资源短缺风险评价。评价结果与传统单一等级评价模式相比,可从等级与复杂度两个维度揭示短缺风险程度,更加直观合理,为相关评价研究提供了新思路。     

水资源系统分析中模糊隶属度与集对联系数的不确定性特征辨析

为探究模糊隶属度与集对联系数两种理论间的内在联系,分析了二者在概念、理论和适用性的异同,利用集对理论构造联系数模型与模糊数学思想构造隶属度函数,分别评价了黑龙江省水资源承载力现状。结果表明,集对理论与模糊数学理论在水资源系统分析中均有良好的效果。由于模糊性是排中率的破缺,模糊数学在不确定性的现状评价中更有优势;集对联系数可视为模糊隶属度的区间表达,可对评价对象进行简单分级,并能动态评价研究对象。     

集对综合评价模型在水库优化调度方案决策中的应用

水库优化调度方案决策是具有多目标、多属性的复杂决策过程。应用集对分析同一度综合评价模型对洮河九甸峡水库11个调度方案进行决策优选,经分析检验结果合理,且计算简便、实用,是一种有效的决策优选方法,对决策者有很好的指导作用。     

基于正态隶属度的集对分析模型在河流健康评价中的应用

针对河流健康评价过程中存在的不确定性因素,综合考虑河流物理特征、化学特征、生态特征和服务功能建立了河流健康评价指标体系,并在传统集对分析模型的基础上改进了联系度计算公式,用指标的隶属度代表对应的联系度分量,使用正态隶属度函数处理指标的随机性,提出了基于正态隶属度的集对分析模型,并将其应用于中运河河流健康评价中。结果表明,中运河2012年健康等级为良,为进一步改善中运河的健康状况,应加强防洪工程建设。