R/S-BP网络耦合模型及其在年径流预测中的应用

由一维径流序列构建的BP网络模型输入因子(输入层结点数)的确定至今尚无明确定论,R/S分析法能度量前期径流对当前径流的有效影响时长(拟周期),基于此构建了基于R/S分析法的BP网络预测模型——R/S-BP网络耦合模型。该模型由R/S分析法识别径流序列的拟周期,以当前径流为界将拟周期内的前期径流作为BP网络输入的待选因子,优选后得到模型的输入因子,从而构建BP网络并进行径流预测。将R/S-BP网络耦合模型应用于釜溪河流域年径流预测中,并与两种常规BP网络模型的应用结果进行对比分析。结果表明,釜溪河流域年径流序列存在13 a的拟周期;R/S-BP网络耦合模型的预测效果优于常规BP网络模型;R/S分析法可为BP网络筛选输入因子提供科学依据,减少人为选择的不确定性;R/S-BP网络耦合模型用于年径流预测是可行的。     

基于集对分析的年径流丰枯分类新方法

年径流丰枯不仅与年径流大小有关,而且与年径流的时间分配有关.传统年径流丰枯分类仅考虑了年径流的大小,忽略了年径流的时程分配对丰枯分类的影响.为此,提出了年径流丰枯分类新方法--集对分析法.集对分析法考虑了径流的大小及其年内时程分配,即将年内12个月的月径流量分别分类并构造分类集合,由分类集合与分类标准集合构造集对,用联系度描述集对的关系进而进行径流丰枯分类.将集对分析法用于金沙江干流某水文站年径流丰枯分类,研究表明集对分析法概念清楚,计算简单,分类结果可信.     

基于模糊模式识别的径流特性分析

为了探讨河流天然径流的演变规律,引入模糊模式识别的理论和方法对流量序列进行研究,给出了基于模糊聚类的径流丰枯特性分析的方法;在对径流丰、中、枯聚类基础上提出了基于模糊模式识别的多维丰枯周期特性分析方法。以嘉陵江支流白龙江下游的三磊坝水文站多年月平均流量数据为例,得出了该站径流各年的丰枯特点、丰枯周期及相应的隶属度。该方法的多维径流特性分析结果与分析尺度和数据维数有关。     

入库径流成分划分及其变化分析

以桂林市青狮潭水库（大型）和金陵水库（中型）为研究对象,基于1958-1990年入库总径流的月流量资料,利用数字滤波技术对径流量进行基流分割,得到地表径流（直接径流）量和基流量.采用极值比和变差系数分析了地表径流和基流的年际变化特征,利用线性趋势线法和Kendall秩次相关法分析了地表径流和基流的变化趋势.结果表明：两个水库的入库总径流量均呈下降趋势而变化趋势不显著,地表径流呈上升趋势且变化不显著,基流量呈下降趋势,其中青狮潭水库的基流下降趋势不显著,而金陵水库的基流下降趋势显著.     

南水北调西线调水区与受水区年径流量丰、枯相关性集对分析

通过对南水北调调水区与受水区年径流量丰、枯相关性集对分析,用同异反代表丰平枯来定量刻画不同径流系列之间的关系。结果清晰显示集合之间的关系结构。受水区与调水区年径流丰、枯并有一定同步性,但不完全一致,存在着10年以上和3年准周期。调水区和受水区各自内部水文站丰、枯同步性较好。为了做到水资源合理调丰补欠以及减少由于调水对调水下游段带来的不利影响,在受水区及调水区下段适当位置应设置调节性水库。实证表明集对分析是处理不确定性问题的一种有效的新方法。     

汾河水库入库径流特性研究

采用Morlet小波分析法、秩和检验法、累积距平法结合cramer’s检验法从周期性、趋势性等4个方面,研究了汾河水库入库径流的特性,对其年际及年内间的变化趋势进行了分析。结果表明:在1956年至2000年之间汾河水库入库径流存在8年、14年、21年的周期性特征,其中14年与21年的周期性最为明显,与趋势分析的结果相对照,存在21年周期的可能性最大;从1956年至2000年汾河水库入库径流量经历了丰-平-枯的变化过程,其中两次突变分别发生在1969年与1980年;其年内分配过程极不均匀,冬春多发干旱,而夏秋径流量丰富,其直接原因是降水量的年内分配极为不均。     

基于集对分析的径流丰枯分析

为了合理配置和科学管理河流水资源,需要对年径流的丰枯情况进行划分。以长江中上游部分水文站为研究对象,采用集对分析法和常规法对各地区的径流进行丰枯分类,并在此基础上,进一步考虑北碚、武隆两个支流站点对相邻的干流站点的径流丰枯影响。结果表明:常规法的结果只与分析对象在汛期时的流量大小有密切关系,集对分析法由于同时考虑年径流的大小和时间分配,其结果与常规法的有较大差异;嘉陵江对长江干流屏山水文站至寸滩水文站间的丰枯变化影响较小,乌江对长江干流寸滩水文站至宜昌水文站间的丰枯变化影响有限。该分析结果可为长江流域的水资源开发利用提供参考和决策依据。     

漳河水库流域降雨与径流变化趋势的R/S分析

依据漳河水库流域1963-2008年降雨与入库径流资料,利用R/S法对其未来变化趋势进行了分析,发现以1995年为突变点,前后两个系列的统计特征值均具有明显的差异,同时流域地区未来降雨量和径流量可能呈缓慢增加与减少的变化趋势,但未来1月和7月的径流量变化趋势的随机性成份可能很大,而流域人类活动日趋频繁,也使得流域下垫面条件发生了较大的变化,对入库径流量有较大的影响.     

哈尔滨地区汛期径流量变化趋势与复杂性分析

区域水文要素复杂性研究是当今的热点问题,为了研究哈尔滨地区汛期径流量的复杂性特征及变化趋势,将R/S分析法和等概率粗粒化LZC算法引入到区域径流复杂性分析与变化趋势预测中,对地区内10个水文站点的汛期径流序列的复杂性进行诊断并对其变化趋势进行分析。研究结果表明:哈尔滨、通河、阿城、依兰、烟囱山各站未来的汛期径流量呈减少趋势,岔林河、莲花、西北河、延寿、四平山各站未来的汛期径流量呈增长趋势;各站点汛期径流序列的复杂度由高到低依次为:四平山、烟囱山、岔林河、阿城、西北河、依兰、莲花、通河、哈尔滨、延寿;从河流集水面积对其径流长程相关性和复杂性的影响可以看出,站点的河流集水面积越大,其径流量的长程相关性越强,复杂性指数越小。研究成果揭示了本地区汛期径流量的变化趋势以及复杂性演变特征,该特征可为区域径流预测及水资源优化配置提供科学依据。     

基于线性回归与重标极差R/S法的年平均流量变化趋势分析

采用重标极差R/S法寻找年平均流量序列的变异点,对序列进行分割,然后运用线性回归法分析年平均流量分割样本序列变化趋势,利用R/S法求出分形Hurst指数并分析序列的持久性或反持久性特征,最后综合两者的结果分析序列未来的变化趋势特征。并以某站年平均流量序列为例进行分析,结果表明:基于线性回归与重标极差R/S法的年平均流量变化趋势分析方法可行。     

宁夏水资源演变情势分析

近年来,由于受人类活动的影响,地表与地下产水的下垫面条件发生了变化,造成水资源量、可利用量等水资源情势发生了变化,为此采用统计分析方法对宁夏各水资源分区1956—2000年径流系列进行了分析和预测.通过分析认为,宁夏年径流量周期性变化不明显,在总的趋势上宁夏今后一段时间内径流将处于偏枯阶段.     

水文地质条件对白额勘探区煤层气富集的影响

地下水水动力场对煤层气富集具有明显影响。在研究区东部,煤储层埋藏浅,地下水的径流作用相对较强,煤层气被径流逸散。研究区西南部,煤储层埋藏深,地下水由本区东北浅部向西南深部顺层径流,对煤层中向上扩散的气体起到了封堵作用。矿区西南部为地下水低水位等势面区域,地下水严重滞留,有利于煤层气富集保存,是煤层气富集的有利区域。研究结构显示,地下水化学场特征同样影响煤层气富集。地下水滞留区域与高矿化度中心一致,同样与区域富气中心分布一致。这说明滞留或弱水力交替地下水是煤层气富集成藏的有利水文地质条件。     

河南省宿鸭湖水库水污染现状及防治对策

该文依据宿鸭湖水库水质的实际监测资料,采用指数法对水库的水环境进行地表水环境质量评价和水库富营养化评价,采用秩相关系数法对近5年水库水质变化趋势进行分析和评价,提出污染防治对策.结果表明,宿鸭湖水库水质基本满足地表水水域环境功能,水库富营养化程度为轻度富营养化,近5年来水质变化趋势稳定;通过提出针对性的对策和建议,可以进一步降低污染物水平,保障水库综合效益的发挥.     

贵州省径流变化特征分析

径流分配特征是水资源评价的基础,常被作为水利规划、水文区划、农业区划的重要指标,同时也是划分河流类型的重要指标之一。研究径流分配的变化特征及其演变规律,对水资源的合理开发及综合利用具有重要意义。选取1985—2012年贵州省6个典型水文站的径流统计资料,应用年内分配比、年内分配不均匀系数、集中度、集中期、变化幅度、年际距平与模比系数、变差系数与年极值比来衡量贵州省径流的年内和年际变化特征及其演变规律。研究结果表明:贵州省6个典型水文站的径流年内和年际变化具有明显的同步性,各典型径流量年内分配不均匀性呈先增大、后减小的变化趋势,由不均匀向相对均匀转变;径流量年内集中程度总体呈先增大、后减小的变化趋势,各站径流量年内集中期主要在7月,从时间分配来看径流量年际变化不大,总体呈先增大、后减小的变化趋势;从空间分配来看南部地区年际变化大,而北部地区则相对稳定。通过对贵州省径流变化特征的分析,可为合理开发、综合利用和优化配置水资源提供科学依据。     

致密油藏自渗吸提高采收率影响因素研究

针对致密油藏现有开发方式下产量递减快、可采储量低的问题,通过建立双孔双渗致密油自渗吸提高采收率数学模型,研究裂缝密度、基质渗透率、毛管力、原油黏度等因素对自渗吸提高采收率效果的影响。研究发现,注入表面活性剂使亲油致密储层产生润湿性反转,诱导产生自发渗吸,从而可有效提高基质原油的动用程度;渗吸采油效果与裂缝密度正相关,裂缝越密,基质比表接触面积越大,渗吸强度及采油速度也越快;渗吸采油效果与毛管力正相关,改变润湿性的同时应尽量保持界面张力水平;渗吸法采油适用于原油黏度较低、基质渗透率较高的亲油致密油藏。     

黄河中游水沙变化特征分析

黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点,其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系.近60年来,黄河中游水沙关系加剧恶化.因此,揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务.采用滑动平均法、Manner-Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、白家川)在1950—2010年的水沙变化趋势.结果表明:黄河中游水沙量呈显著减少趋势,尤其是20世纪70年代以后;气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素,人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素.     

大峪河径流特性初步分析

通过对大峪河1955～2006年的径流序列进行趋势性、周期性以及混沌特性分析,初步揭示了大峪河径流变化特件及其规律,即:大峪站实测年径流序列呈递减趋势,但不显著;年径流序列变化的短周期为4～8 a,长周期为12～25 a;而且其月径流序列存在一定的混沌特性.     

神经网络预测日径流序列的数据适应性分析

对于不同数据特点的序列神经网络的逼近能力有较大的差异。为了使BP神经网络预测河流日径流的效果有较大改善,分析了S型神经元的训练和数据调整过程,提出了数据对神经网络的主动适应性的表征和判断标准,在提高其平滑度的基础上结合水文数据的结构特点,给出了日径流的非线性变换的几种基本形式。以广西平乐站29年的日径流量为例,通过适当的非线性平滑预处理后用神经网络进行预测,相对误差<10%的天数平均提高47.8%,相对误差<20%的天数平均提高35.6%。