水文模型组合预报应用研究

针对水文模型结构误差和目前各大中型水库流域的防洪风险分析与决策方式,在当前应用广泛的洪水实时预报系统基础上,融入模型加权法的思想,采用一种比较简单易行和实用的“模型组合预报”方案,可以一定程度上提高洪水预报结果的精度和稳定性,也符合防洪风险分析与决策的思想．并在长潭水库流域最近几年的防台风洪水预报中进行了实践应用,实际应用效果良好．     

基于PSO-SVM精化QP模型的短期卫星钟差预报

针对卫星钟差序列的特性,将其视作由趋势项与随机误差项组成的时间序列,提出一种基于PSO-SVM精化的二次多项式预报算法:通过QP模型建模预报钟差值以提取其趋势项,利用SVM模型对拟合阶段的残差值建模进行滚动预报,利用预报所得的差值对QP模型预报阶段的钟差值进行改进。为克服SVM算法自身参数搜索方法的缺陷,采用PSO算法选择其最优参数。实验结果表明:相较于常用算法,该方法预报精度较高,且改进了QP模型预报误差会随时间累积的缺点。     

模糊时间序列模型在短期气候预测中的应用

将模糊时间序列模型引入短期气候预报,利用重庆34个地面气象观测站的逐日观测资料(1971—2007年)和重庆市旱涝灾害监测预警决策服务系统计算的干旱指数和洪涝指数等资料,运用模糊时间序列模型分别对2001—2007年重庆市城口县1月降水、1月平均气温的预报结果(年度预测)和重庆市春旱指数的预报结果(年度预测)进行了模糊时间序列分析,预测了2004—2007年的发展趋势,用2004—2007年实测值与预测结果进行了比较,并与加权集成、人工神经网络集成、数据挖掘集成等模型进行了精度比较和分析.结果表明:模糊时间序列模型各项精度评定指标优良,并且计算简单,具有一定的实用价值.     

基于栅格式SCS模型的分布式水文模型研究

利用基于栅格分布的土地利用类型和土壤类型,通过将SCS模型改进为栅格式的SCS模型,并结合栅格式Clark单位线汇流方法,构建了一个具有松散耦合型分布式水文模型.该模型结构简单,模型参数较少,所需流域特性资料容易获取,对流域具有较强的适应性,并可以获得流域栅格分布式的产流结果.本研究将该模型应用到欧阳海流域上,构建洪水预报模型进行场次洪水过程模拟,并与新安江模型模拟结果进行对比.模拟结果表明,所构建的松散结构分布式水文模型具有较高的模拟精度,能够应用到实际的洪水预报中.     

基于 ＰＳＯ－ＳＶＭ精化 ＱＰ模型的短期卫星钟差预报

针对卫星钟差序列的特性,将其视作由趋势项与随机误差项组成的时间序列,提出一种基于 ＰＳＯ －ＳＶＭ精化的二次多项式预报算法：通过 ＱＰ模型建模预报钟差值以提取其趋势项,利用 ＳＶＭ模型对拟 合阶段的残差值建模进行滚动预报,利用预报所得的差值对 ＱＰ模型预报阶段的钟差值进行改进。为克服 ＳＶＭ算法自身参数搜索方法的缺陷,采用 ＰＳＯ算法选择其最优参数。实验结果表明：相较于常用算法,该方法预报精度较高,且改进了 ＱＰ模型预报误差会随时间累积的缺点。     

灰色自记忆神经网络模型在年径流预测中的应用

径流序列是一种非线性、弱相依高度复杂的动力系统,径流预测还处于探索阶段,提高径流预测精度关键在于对有限样本包含的信息进行充分发掘.采用一种理论和方法很难充分挖掘径流序列所包含的信息.基于组合预测思想,应用灰色理论,自记忆性原理与BP神经网络三种理论与建模方法对年径流序列进行挖掘,在此基础上提出年径流预测的灰色自记忆神经网络模型.结果表明,模型能够很好地反映径流的变化规律与极值趋势,具有较好的拟合与预报精度.     

水库洪水预报模型分析与设计

为了建立一套完备的洪水预报模型并应用于实际水库的洪水预报工作,以莱西产芝水库为例,应用水库的实际测量数据,建立了水库洪水预报模型和预报系统,并对模型进行了计算机模拟。仿真结果表明,产芝水库各个时间点的预测数值与实际数值的绝对误差和相对误差都很小,其中一组洪水预测数据平均绝对误差为0．13％,平均相对误差为1．44％。说明所提出的模型准确性和精度较高,具有实际应用的价值。     

平稳时间序列模型建立及在水文预报中的应用

介绍了平稳时间序列分析的基本原理,运用C#语言设计并实现了模型的建立及年平均流量的预报,提供了一个操作简洁、运算迅速并具有较好的适应性和预报精度的模型预报应用程序.通过嫩江同盟站年平均流量时间序列的应用表明,该模型的预报精度满足要求.     

一个雨雪混合洪水预报模型及其应用

在总结暴雨融雪混合洪水形成规律的基础上，讨论了雨雪混合产流模型结构，利用临界温度来判断降水的形式和融雪因子，同时考虑降雨引起的融雪量，结合LI-Ⅰ分布式水文模型建立一个雨雪混合洪水预报模型．利用新疆塔城地区喀浪古尔河流域暴雨融雪洪水资料进行模拟和验证．模拟和验证结果表明，预报模型具有较高的精度，其确定性系数超过0．80．     

基于LSTM误差校正蓄满-超渗兼容模型的山洪预报研究

为达到提高不同类型山区小流域洪水预报的适用性和运行效率的目的,以长江中游寿溪流域和黄河中游青阳岔流域为研究对象,建立了蓄满-超渗兼容洪水预报模型,并将预报结果与新安江模型的结果进行对比,此外建立自回归(auto-regressive, AR)和长短时记忆(long short-term memory, LSTM)误差校正模型,对洪水预报模型预报流量进行误差校正。结果表明：经LSTM校正后的蓄满-超渗兼容模型针对18场洪水验证集预报结果中的平均纳什效率系数为0.88,高出其他单一模型和集合模型0.11～0.26;平均洪峰误差绝对值为6.01%,低于其他单一模型和集合模型3.90%～18.50%,且各单场洪峰误差绝对值均在10%以内。该模型对峰现时差的校正效果不明显。整体来看,蓄满-超渗兼容模型预报性能高于新安江模型,LSTM模型校正效果优于AR模型,经过LSTM模型校正过的蓄满-超渗兼容模型预报结果最优,可有效提高洪水预报精度。     

基于优化的灰色GM模型的滑坡预测

滑坡发生的时间预报是目前滑坡预报的关键方向之一,而滑坡预测模型的建立是滑坡时间预测的核心．由于滑坡的模糊性和灰色不确定性特点,采用灰色预测模型适用有效．本文在灰色系统理论的基础上,研究了灰色GM（1,1）的建模和精度检验过程,根据残差对模型进行了高阶优化．同时结合工程实例,选择了有效合理的监测数据,进行了滑坡临滑预报模型的研究,并将传统GM模型与优化GM模型的精度进行了对比,结果显示优化的GM模型预测精度大大提高．在灰色优化的GM（1,1）模型研究基础上,对临滑时间进行了预报,结果显示预测时间较早,可以起到提前预报作用．根据预测模型分析,提出了一些有益结论,供今后滑坡预报工作的参考．     

台湾洪水预报进展及模型实务应用

阐述全台10个河川局洪水预报系统DRAINS、FEWS、SINO-TOPO、HEC-RAS、REFOR中不同降雨、径流、河川等水理模式运行机理.结合实例针对业务现况分析台风强降水条件下河川局洪水预报模型的模拟效果与操作经验.模型验证成果表明:不同河川局应用洪水预报模型皆能把握洪水演进规律,尤其在洪峰段模拟较好;不同模型在洪水过程模拟下洪峰最大滞后时间为2~3h,洪峰相对误差量小于17.7%.总体而言,各模型预测数值精度及时间误差符合预报要求.预报系统的适用条件可为其他地区台风降水条件下的洪水预报模型开展业务应用提供借鉴.     

河道洪水演进的分类多模型组合预报方法

为了提高河道洪水演进预报精度,同时发挥各类预报模型的优点,提出一种组合预报方法,根据实际流域情况和资料情况选择多种洪水演进预报模型,针对不同的流量级别,利用多目标模糊优选方法选出特定条件下预报较准的模型进行分类组合预报,然后根据流量级别隶属度对各类预报结果加以组合.并以嫩江流域为实例,对组合预报方法的精度进行了验证.     

干旱半干旱地区流域水文模型的适用性

以干旱半干旱地区的辽宁省东白城子和叶柏寿流域为研究实例,通过建立新安江模型、辽宁西部非饱和产流模型和时变增益模型,利用场次洪水观测资料进行模型的率定与验证,比较分析场次洪水在率定期与验证期的模拟预报效果,最后讨论分析了3种水文模型在干旱半干旱地区洪水预报的适用性.结果表明,以蓄满产流为核心的新安江模型不适用于干旱半干旱地区,适用性最差;辽宁西部非饱和产流模型较新安江模型模拟效果有所提高,但仍无法满足洪水预报的精度要求;考虑降雨强度的时变增益模型模拟效果最优,在干旱半干旱地区的适用性最强,具有良好的发展潜力.     

AR（p）模型在赣江枯季水位预报中的应用

时间序列模型是水文预报常用的工具,人们对大量的水文数据进行分析,目的就是为了能够得出水文数据的规律性,进而预测水文系统在未来时刻的状态.运用AR(p)模型对赣江流域外洲水文站枯水季节的水位数据进行模拟,并利用所建模型对水位进行预报,预报值与实际值比较接近,模型模拟的精度比较高.     

时变参数洪水预报模型应用中预报时机的分析

考虑渗漏损失的马斯京根河道洪水演算模型的时变参数法适用于北方平原河道洪水预报,由于该法是在下游预报断面有实测流量后方可进行,洪水预报的预见期相对较短。文中以中国洪水预报系统为平台,结合多年的预报经验,分析了洪水预报时机的选择问题。黄壁庄~北中山、岳城~蔡小庄1996年洪水及东茨村~新盖房2012年洪水的预报时机分别为洪峰出现前11 h,23 h,17 h。预见期越短,模型预报成果的精度越高,并趋于稳定;预见期不可盲目延长,预报时刻应选在下游预报断面流量开始起涨后。通过分析较好地解决了洪水预报的预见期与预报成果精度的矛盾。     

一个雨雪混合洪水预报模型及其应用

在总结暴雨融雪混合洪水形成规律的基础上,讨论了雨雪混合产流模型结构,利用临界温度来判断降水的形式和融雪因子,同时考虑降雨引起的融雪量,结合LL-Ⅰ分布式水文模型建立一个雨雪混合洪水预报模型.利用新疆塔城地区喀浪古尔河流域暴雨融雪洪水资料进行模拟和验证.模拟和验证结果表明,预报模型具有较高的精度,其确定性系数超过0.80.     

西津河胡乐司水文站以上游域产汇流计算

以洪水预报作为研究课题，探讨了三水源新安江模型在皖南山区西津可胡乐司水文站以上流域的应用，分析了模型参数值的确定、调试、验证及模型精度、供皖南山区及下游港口湾水库应用实时洪水预报模型参考。     

基于小波消噪的改进的非参数解集模型

首先对文献[2]提出的非参数解集模型进行了改进，然后建议了用小波技术对水文序列进行消噪处理再估计非参数解集模型中的带宽系数的策略。改进的非参数解集模型无需对水文序列相依结构（线性或非线性）和概率分布形式（正态分布、P-Ⅲ型分布）作假定，且能保持水文序列的各种统计特性，适用于时间量和空间量的随机解集。最后以金沙江流域某站月径流随机模拟为例进行验证，研究表明：改进模型能反映实测月径流系列的变化特性，因而用于水文随机模拟是可行的。     

产汇流模型参数综合率定在洪水预报中的应用

在蓄满产流模型中引入最大下渗率作为人渗的上限，实现超渗产流的机理和蓄满产流结合，在汇流模型中，采用Г函数和抛物线组合函数作为单位线的逼近函数，用Г函数作为单位线的基本形状，抛物线对Г函数分段修正，且引入2个汇流时间调整指数对单位线进行非线性调整；此外，在单位线计算之前串联一个水库蓄滞单元，有效地模拟洪水在河道演进过程中沿途径流式水库的滞洪作用，根据系统理论知识将上述产汇流模型组合为一个整体，建立综合目标函数，用约束变尺度法优选参数，通过对沙溪口水电站的洪水预报进行实例检验，证明该模型能得到较高的预报精度。