水文时间序列预报的多维时间序列模型

1　引言 　　随着社会主义现代化建设事业的不断发展，国民经济各个部门对水文预报的要求越来越高，不仅要求有正确的短期预报，而且要求有预见期更长的中长期预报，不仅要求定性，而且还要求定量。但是，由于影响因素的复杂与目前科学技术水平的限制，中长期水文预报还处于探索、发展阶段。目前，中长期水文预报主要根据前期水文气象要素，用成因分析与数理统计的方法，对未来较长时间的水文要素进行预测。现在我们来探讨一下数理统计方法的多维时间序列法在中长期水文预报中的应用。     

降雨与公路边坡变形及其随时间相互作用研究

在山区修建公路的过程中,必然会形成大量的地质条件复杂、形成时间短的高边坡。对重点边坡进行自动化监测,可以预测预报各种外界因素影响下边坡的变形-破坏情况。研究中选取具有代表性的汤屯高速公路Ⅱ-7高边坡作为样本,根据自动化监测数据,采用作图法,定性和定量地分析了降雨对边坡变形及支护结构受力变化的影响,以及降雨量对边坡稳定性的影响以及降雨引起边坡变形的时间效应,为边坡变形及预警提供数据。     

基于ARMA模型的丹东市降雨时间序列分析

为了分析丹东市降雨量年际变化规律,收集了1951~2014年的逐月降雨数据,利用ARMA模型对该长时间序列进行了数据拟合。结果表明:ARMA(2,1)模型能够对丹东市降雨数据进行很好的拟合及预测。拟合结果还可以看出,丹东市近些年降雨量存在略微下降的趋势。     

考虑降雨空间变化的流域产流模型

本文从确定性与随机性相结合的途径出发，将超渗产流模型与降雨空间变化的频率特性有机结合，引入流域降雨产流计算中，经在黄土地区四个流域的初步应用，表明模型具有模型具有物理概念明确，弹性大的特点，对不同面积大小的流域均具有良好的适用性。     

屋面储存雨水水质随时间变化的研究

研究屋面储存雨水在不同时间段内的水质情况,可为储存雨水的使用提供指导。以西安地区的降水为研究对象,采集雨水储存,并监测水质的变化。监测项目包括：水温、pH值、电导率、SS、COD、浊度、氨氮。监测分析结果表明：在监测时间段内储存雨水的硝酸盐氮呈上升趋势,浊度、SS、COD、氨氮随时间呈下降趋势。参考国家生活杂用水水质标准及地表水环境质量指标对不同监测时间段内的雨水水质评价,雨水储存30~40 d内基本为Ⅳ类水,此阶段为储存雨水的最佳利用时间,40 d以后储存雨水需要更新。     

基于降雨资料的雨量预警指标阈值求解模型

为保证雨量预警指标阈值在有效周期范围内发挥预警作用,通过分析现有雨量预警指标阈值的确定方法,提出了基于区域临界雨量法-降雨灾害同频率法-R/S分析法的雨量预警指标阈值求解模型。将该模型应用于江苏省泰兴市降雨时间序列的分析,对最大日降水量时间序列进行阈值确定、趋势分析,并用指标阈值进行预警验证。结果表明,该模型的雨量预警指标阈值确定结果相较单一模型更为准确,且具有一定的时效性,可为农村基层防汛预报预警提供参考。     

降雨侵蚀力时间变异规律与模型研究

雨滴击溅作用和降雨产生的径流,是土壤水蚀的动力因子即降雨侵蚀力因子.目前公认的降雨侵蚀力指标,首先应用于通用土壤流失方程.近年各国学者又对降雨侵蚀力模型做了很多研究,其中比较有代表性的是半月侵蚀力模型和月侵蚀力模型.文章主要研究三种日雨量侵蚀模型的模拟效果.     

浅谈石灰土灰剂量随时间变化的测定方法

本文通过对河南省沙颍河堤顶道路工程石灰土在施工中存在的灰剂量下料控制值与实测值偏差而引发的对钙镁含量随时间变化情况进行试验测定与分析,提出了石灰剂量随时间呈线性关系衰减的结论,从而据此对石灰土的施工时间进行控制,并用以对石灰土施工的灰剂量合格与否进行判定。     

膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征

为研究膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征,通过对北疆典型棉田土壤盐分连续一年的监测,采用时间序列分析方法分析了土壤盐分随时间变化特征。研究结果表明:在监测期内,90cm以下土层为稳定积盐层,其盐分值随时间波动幅度较大;0~90cm土层土壤盐分随时间变化幅度较小,其含盐率值基本保持在0.2%上下浮动,属于非盐化土壤,有利于棉花正常生长;每年的5、7两个月,各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势。本研究可以为后续长期连续监测奠定基础,同时为北疆绿洲区棉田防治土壤次生盐渍化提供理论参考。     

冰盖下桥墩局部冲刷随时间变化的试验研究

在寒冷地区,河道中冰盖的存在会改变河道流速分布。与明流条件相比,冰盖条件下水流最大流速点会向河床移动,加剧桥墩周围的局部冲刷。过度的局部冲刷会导致桥梁倒塌。基于水槽清水冲刷试验,对冰盖与明流条件下圆柱型桥墩局部冲刷随时间的变化进行了研究,试验结果表明：冰盖下桥墩局部冲刷速率大于明流。平衡冲刷深度比明流条件下的约大12%,且冲刷平衡所需时间比明流条件下的要约大10%。分析了水流强度与无量纲冲刷深度的关系以及冰盖与明流条件下冲刷深度变化速率的差异,给出了冰盖下局部冲刷深度随时间变化的经验方程,研究成果可供实际工程参考。     

荷载随时间变化情况下非线性固结问题的求解方法

饱和土体非线性一维固结问题的求解方法较多,为了评价诸多方法的适用条件,对几种常用的非线性一维固结问题的求解方法进行了分析研究。基于Davis等提出的非线性固结方程,利用Laplace变换、矩阵传递法以及Laplace逆变换进行了处理;得到成层饱和地基在荷载随时间变化情况下的一维非线性解析解的求解方法,并给出快速求解初值问题(或边值问题)的数值方法(DQM法)以及Kirchhoff变换法和摄动法的求解思路。分析结果表明,这些方法各有自己的特点,可以满足不同的求解条件,是求解非线性问题的有效工具。     

基于随时间变化退水系数的枯季预报方法研究

针对退水曲线公式中退水系数β随时间t逐渐递减问题,提出采用关于时间t的线性函数或对数函数进行拟合,从而构建了新的退水曲线预报公式,并结合典型年法给出预报的整体思路与具体步骤。以雅砻江流域锦屏一级水电站大江截流期间的水情预报为实例,对2006年10月16日至12月31日进行了长达77 d的逐日流量预报。其结果表明:截流期间实际流量与预报流量基本吻合,预报效果良好。     

城区河涌水质随径流量变化的时间过程分析研究

河涌水质在降雨期间出现恶化是水环境治理的难题,对其在降雨期间的变化规律进行研究有重要意义。选取广州市猎德涌广深铁路渠箱片区进行研究,采集降雨期河涌水样,检测各项指标数据,通过结合流量数据和无量纲曲线法建立径流-污染关系。结果表明,猎德涌不仅在前期受初始冲刷影响,还在中后期出现管渠冲刷污染,后者造成的污染程度是前者的2～5倍;COD、TN初始冲刷效应明显,TP、SS的情况较轻,但在管渠冲刷污染中4种污染物均比较突出;初始冲刷与管渠冲刷污染主要受降雨特征与水流条件变化的影响。     

珠江流域非平稳性降雨极值时空变化特征及其成因

受全球气候变化和人类活动影响,珠江流域极端降雨事件发生的频次和强度均发生变化,变化环境导致极端降雨样本存在非平稳性。本文以珠江流域43个站点1960—2012年的日降雨数据为基础资料,通过分析广义帕累托分布(GPD)的参数时变特性及其空间分布规律,探索珠江流域非平稳性极端降雨的时空变化特征及其成因。结果表明:珠江流域极端降雨序列的极值指数呈从东到西逐渐减小特点,表征强降雨之间的相关性由东向西减弱;极端降雨变化程度大的区域其变化程度呈减弱趋势,而变化程度小的区域其变化程度呈加强趋势;珠江三角洲和东江流域南部、柳江流域东北部地区50/100年一遇的日降雨量级较大,而南盘江西部地区则较小。7个影响因子中,厄尔尼诺指标(SMEI)对流域的极端降雨影响最明显。非平稳时变超定量(POT)模型与平稳POT模型的结果比较表明,本文提出的时变POT模型较好地处理了珠江流域部分区域降雨存在的非平稳性特征。     

用变化的降雨一径流资料通过反向传播人工神经网络模拟径流

用变化较大的、精度不高的数据组建立多层反向传播神经网络（BPANN）模型，用以模拟印度纳尔默达河两个小流域Banjar～Hridaynagar和Narmada-Manot的3种时间尺度（周、10d、月）的降雨径流过程。采用梯度下降优化技术建立BPANN径流模型，并通过交叉检验进行概化。用变化相对较大、精度不高的数据资料建立起来的BPANN，在几乎所有情况下，计算迭代次数较少，概化程度较高。计算结果表明，BPANN模型的性能优于线性转换函数模型（LTF）。     

模糊综合评价在水质随时间变化研究中的应用

采用模糊综合评价方法对黄河兰州段的水质进行了评价,结果表明:①黄河兰州段水质属于地表水环境质量标准Ⅴ级,污染严重,主要为生物和有机物污染;②模糊综合评价可应用于水质随时间动态变化的研究,能为采用合理的有针对性的防治措施提供依据和检验标准。     

城市需水量日变化时间序列模型

“如果对城市未来基本需水量不作审慎的规划,则供水工程的资本投资就有可能效率不高。反过来这会导致不必要的高水税或用户的高水费,或者由于供给输水系统的水量不足而造成缺水。过去,自治市能够靠扩大供水系统生活。然而,由于城市供水成本不断猛涨,供水系统设计过大,在政治和经济上都不利。因此,负责城市供水系统的人员能得到未来需水量的合理预报,至为重要。”