湘江流域年径流序列的频谱分析

利用频谱分析法对湘江流域控制性水文站鲤鱼塘站的年径流序列进行了计算与分析。频谱分析的资料预处理包括平稳性检验、谐波模式检验、序列的中心化、标准化等;计算得到湘江流域年径流量存在约22.5 a、4.5 a和6.4 a的周期。频谱分析方法求得的年径流量周期与小波理论进行的年径流时间序列多时间尺度分析结果基本一致。     

年径流序列趋势分析及周期灰色联合预测模型

多年径流过程的描述和径流预测是水文系统一个十分重要的课题，它是流域规划、设计与水库调度的基本依据。河川径流受气候及人类活动等众多因素的影响，致使河川径流出现随时间增长而减少的趋势。在这种情况下，如何利用现有的径流序列，通过外推预报未来的径流。本文以山西省昌源河年径流序列为例，首先分析了年径流序列的趋势性以及成因，其次对年径流序列进行修正，使年径流序列具有现状条件下的一致性。在此基础上，建立了年径流序列周期的模糊假设检验模型，对提取周期成分后的新序列，建立了灰色预测模型，通过对修正后年径流序列的拟合，拟合程度达到８１．６％，为流域径流预测提供了科学的理论方法。     

水文时间序列的最大熵谱分析与优化方法

通过构造与实际资料类似的理论序列,研究了最大熵谱估计的性质。探讨了模型定阶、低频成分识别、噪声污染等问题。提出了用有约束的线性规划方法对估计结果进行优化的方法,从而可以有效地提高估计精度。由于水文时间序列存在复杂的周期组合,短期序列的算数平均法估计序列均值可能存在较大误差,而周期与均值进行协同估计是可能的,而且能够提高估计精度。如果一个时间序列仍在周期变化可以合理解释的范围内,不可盲目对其进行确定性的趋势预测。     

水文时间序列的最大熵谱分析与优化方法

通过构造与实际资料类似的理论序列,研究了最大熵谱估计的性质.探讨了模型定阶、低频成分识别、噪声污染等问题.提出了用有约束的线性规划方法对估计结果进行优化的方法,从而可以有效地提高估计精度.由于水文时间序列存在复杂的周期组合,短期序列的算数平均法估计序列均值可能存在较大误差,而周期与均值进行协同估计是可能的,而且能够提高估计精度.如果一个时间序列仍在周期变化可以合理解释的范围内,不可盲目对其进行确定性的趋势预测.     

基于时间序列分析的黑河干流年径流预报

采用周期均值叠加法和马尔可夫链法对黑河干流莺落峡断面年径流过程进行了预报分析。结果表明:周期均值叠加法分析出莺落峡断面1945—2007年系列的第1周期约为22 a,和黑河干流年径流的变化规律基本一致;两种方法预报的年径流变化规律基本一致,周期均值叠加法预报精度较高,可基本满足黑河干流水量调度工作的要求。     

非相依年径流序列的随机模拟

本文提出了一种非相依年径流序列的随机模拟方法。该法应用谐波分析方法,从原始序列中分离出适宜的复合周期分量,使剩余序列具有良好的相依性,然后通过模拟剩余序列来实现对非相依年径流序列的随机模拟。模拟中选用了偏态的一阶自回归模型。结果显示,用本文提出的方法及选定的模型模拟的非相依年径流序列较好地保持了实测年径流序列的主要统计特征,具有较好的实用性。     

基于奇异谱分析的闽江流域径流长期预报研究

以闽江流域1950-2007年月径流时间序列为例,采用毛毛虫-奇异谱分析方法进行长期径流预报研究。经过嵌套、奇异值分解、聚合、对角线平均等步骤,识别序列的趋势、周期等特征,得到趋势成分,以及3个月、4个月、6个月、12个月、2.6年和6.7年的周期成分。进一步基于获得的趋势、周期成分,采用线性递归公式检验验证期(2006-2007年)预测效果,并对未来24个月份(2008-2009年)的径流进行预测。结果表明:毛毛虫-奇异谱分析对水文时间序列具有较好的长期预测能力。     

花园口断面年径流量时间序列混沌特性分析

以黄河花园口断面1953～2002年年平均径流量为时间序列资料,在G—P算法的基础上,用最小二乘法分别计算了关联维和Kolmogorov熵的稳定估计值。结果表明：①花园口年平均径流量变化存在着内在动力学机制,是由周期性和非周期性影响因子共同作用的结果,具有明显的混沌特性;②相空间吸引子的关联维为5．09,饱和嵌入维数为14,这说明要建立花园口年平均径流系统的数学模型,至少需要6个独立变最,重构相审问所需要的饱和嵌入维数为14;③Kolmogorov熵的稳定估计为0．14,说明花园口年平均径流量变化的平均可预报时间大约为7年;④用非线性确定性的混沌模型比完全的随机模型更适于描述黄河花园口年平均径流量的变化。     

青铜峡站天然年径流量枯水段周期变化分析

介绍了轮次分析法的概念和负轮长的计算方法,并对黄河青铜峡水文站1922—1933年的12 a枯水段进行了分析,对其重现期进行了预测。结果表明:青铜峡站1723—2000年天然径流量的多年平均负轮长为1.976 a;连续12 a枯水段在整个天然年径流量系列中的重现期约为419 a。     

三门峡站天然年径流量周期性分析

采用自相关和方差谱密度分析方法,对黄河三门峡站1470—2002年、1919～2002年和1949～2002年3个系列天然年径流量的近似周期成分进行了识别、表示和提取。研究表明：1470～2002年序列首先存在11年、其次存在3年的近似周期成分;1919-2002年和1949—2002年序列明显存在3年的近似周期成分。     

浅谈天然年径流量系列一致性修正方法的改进

本文通过二次水资源评价中对天然年径流系列一致性修正方法的进一步研究。发现其存在的问题，并进行了改进。     

基于小波变换的韩江年径流多时间尺度演变特征分析

运用小波分析的多分辨率功能,对韩江近62年年径流多时间尺度演变特征进行分析。结果表明：韩江年径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,在不同的时间尺度分辨率下,会表现出不同的周期交替现象,主要存在17年、12年、7年及4年左右的振荡周期。径流量在整个研究时域内主要经历了6次丰枯交替变化,从中尺度来看,未来几年可能会出现持续来水偏少的状况。     

基于EEMD的漳泽水库年径流周期分析

运用EEMD方法对漳泽水库水文站1956年~2008年的年径流量进行多时间尺度分解,并运用Hilbert变换对其进行周期分析。结果表明,漳泽水库的年径流序列可以分解为4个IMF分量和一个Res分量,并有效减小了模态混叠的程度;漳泽水库年径流序列可能存在2.42年,3.83年,7.09年,14.59年几个周期,并且可以推测其演化可能与大气低频振荡、厄尔尼诺现象、太阳黑子强弱变化及天体运动规律等有关。EEMD分解和Hilbert变换相结合的方法,在水文水资源系统领域具有广阔的应用前景。     

最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型在年径流随机模拟中的应用

年径流随机模拟是水资源系统规划设计和运行管理的依据。基于最近邻抽样随机原理,应用最大熵分布模型建立了最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型。以陕西省神木站年径流量为例,进行了该站年径流的随机模拟。结果表明：文中方法可以保持序列的统计参数;最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型是年径流随机模拟的一种新途径。     

宜昌水文站年径流量演变多时间尺度分析

水文时间序列往往在时域中存在多层次时间尺度结构和局部化特征。运用小波分析的多分辨率功能,对宜昌水文站1882-2006年年径流量时间序列资料进行了多时间尺度分析。研究结果表明：宜昌水文站年径流量存在明显的年际变化特征,主要存在30～40年、10～20年及10年以下3类尺度的周期变化规律,变化主周期为14年,第二周期为7年,第三周期为34年;自2006年以后的3年左右,宜昌站年径流量将处于一个相对偏枯期,之后又将进入一个丰水期。     

清峪水库年径流分析计算

清峪水库无水文资料,控制流域年径流量计算采用鄂河乡宁水文站年径流资料面积比法,年径流深等值线法,年降雨等值线及径流系数法,与附近流域年降雨径流关系水文比拟法等四种方法计算。经分析并与实测流量比较,采用与附近流域年降雨径流关系水文比拟法计算成果。     

年径流系列的插补、延长方法

在从事涉水工程设计、规划初期,要进行大量的水文分析计算工作,其中对年径流分析计算时,对无资料或资料缺测的设计流域要进行年径流系列的插补和延长,使得资料系列具有一定代表性和一致性,为此,文中提供了一些年径流资料插补、延长的方法,并通过实例具体说明了不同方法的使用条件,同时指出了在插补、延长过程中需注意的问题。