时间序列分析方法在郑州市降水量预报中的应用

根据1971年-2013年郑州市的降水量资料,采用二次多项式拟合提取降水量的趋势分量,采用谐波分析法提取降水量的周期成分,利用自回归模型求解随机成分,最后将三者叠加,构建了郑州市降水量的预报模型。模型计算结果与实测数据对比可知,应用预报模型对降水量进行预报精度较高。因此利用建立的预报模型对2014年-2016三年的降水量进行了预测,为该区水资源的管理提供依据。     

气候变化对郑州市可利用降水量的影响

根据1961—2006年气候资料,采用统计学方法,分析了气候变化对郑州市可利用降水量的影响。结果表明:降水量变化对可利用降水量的影响显著,气温变化对可利用降水量的影响相对较弱;当气温不变、降水量变化时,可利用降水量随之变化,其响应春季最显著、秋季最弱;当降水量不变、气温变化时,所引起可利用降水量的变化趋势与气温不变降水量变化的情况相反,其季节影响春季最显著、冬季最弱。     

频谱分析法在张掖城区地下水水位预报中的应用

通过对张掖城区以南2km的潜水观测孔25a(1985-2009年)地下水年平均水位动态分析,拟合地下水水位趋势方程,利用傅里叶级数将消除趋势项后的水位序列展开,分析谱参数之间的函数关系,建立地下水位预报模型,并对模型进行显著性检验,可用于张掖城区地下水水位预测。     

双洎河新郑水文站中长期年降水量预报

新郑市是河南省重要的县级市,位于双洎河下游,新郑水文站地处新郑市双洎河上游4km处,该站中长期洪水预报关系到新郑市区工业、农业、城市建设、水利工程及下游人民的生命财产安全,是防洪减灾、合理开发利用水资源的重要课题。本文用统计学方法结合气象学、水文学和中长期水文预报、计算机相关知识,应用多元回归法作出新郑水文站的1986～1988年年降水量预报模型,并进行检验和评定。     

周期波均值叠加法在年降水量预报中的应用

介绍了周期波均值叠加法的计算原理及方法,并根据韩江流域梅县雨量站、潮安雨量站1952-2006年雨量资料,利用周期波均值叠加法分析雨量变化规律,将得到的周期分别外延,然后进行线性叠加预报2007-2009年梅县雨量站、潮安雨量站的年降雨量,其中2007-2008年的预报成果满足精度要求。     

随机森林在降水量长期预报中的应用

随机森林是21世纪提出的基于分类树的算法,在处理大数据集中具有明显优势,首度将其应用在降水长期预报中。以长江中下游地区1月份降水预报为例,运用随机森林模型构建原则,在74项大气环流因子以及前期月降水中筛选模型预报因子,进行长期降水量预报,并将其与神经网络模型预报效果进行对比,发现随机森林的泛化误差为13%,预报准确率达到75%,而神经网络的预报准确率仅为67%。此外,本研究还对长江中下游地区的汛期降水量进行了长期预报,结果表明,随机森林模型进行降水量长期预报中模拟和预报的效果令人满意,值得进一步研究和应用。     

尖岗水库流域中长期年降水量预报模型的研究

尖岗水库位于郑州市地势较高的西南部,贾鲁河干流的上游,尖岗村西,控制流域面113km~2,被称为"郑州头上的一盆水"。由于尖岗水库地理位置特殊,流域面积较小,地面和河道坡降大,具有汇流时间短、来势猛的特点,所以对水库所控制流域进行水文预报是十分重要的。本文通过运用统计学方法,并结合气象学、水文学和中长期预报及计算机的相关知识,对尖岗水库流域的多年降雨量用多元回归法制作出预报模型,并对模型进行了精度的检验和评定,对预报值进行误差分析得出一些结论。     

战略环境评价在郑州市水资源综合规划中的应用

从战略层次上对郑州市水资源综合规划环境影响评价的工作程序、评价方法与指标体系进行探讨,以规划水平年2010年为例,基于层次分析法(AHP)对规划实施的环境影响进行多方案比较:方案一(回用型);方案二(节水型);方案三(增量型);得出环境可行的规划方案。     

小波水文分析在年降水量分析中的应用

水文工作一项重要任务就是对相关要素进行中、长期水文预报,目前采用的方法一般为参数估计法、多元回归法、线性相关法等。应用小波水文分析理论,探讨降水量时间序列的多时间尺度变化特征,寻找出降水量时间序列不同时间尺度下的演变规律和发展趋势,从而为降水量的中、长期预测提供分析依据。     

潇水流域年平均降水量中长期预报方法研究

文章对潇水流域年平均降水量中、长期预报的方法进行初步探讨,选用周期法进行中长期预报,经历史资料分析检验预报效果较好,对指导永州市的防汛抗旱工作有一定的参考作用。     

加权马尔可夫链在降水状况预测中的应用

在介绍加权马尔可夫链预测方法的基础上,以郑州市1951~1994年降雨量资料为例,采用均值标准差分级法进行旱涝指标值分级,把这44年资料划分成雨涝、偏涝、正常、偏旱、干旱5种状态,应用加权马尔可夫链对该地区旱涝状态进行预测和分析,结果表明该方法预测结果与实际情况相吻合。     

大气降水时空分布的数理统计与分析

通过长系列降雨资料统计,计算多年平均降水量,分析降水量实测资料系列长、短对所求得的平均年降水量的影响。用各分区逐年降水量系列进行频率分析计算,求得不同频率的年降水量。利用最大年降水量与最小年降水量比值来分析降水量的年际变化特征。     

1971—2010年上海市降水变化特征分析

基于1971-2010年上海市徐家汇站的日降雨资料,采用一元线性回归法、Mann-Kendall法和小波分析等方法,对上海市40年来的年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水的变化和周期变化特征进行研究和分析,并对降水的频率特征和典型台风期间的暴雨特征进行了分析。结果表明：上海市年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水均呈增加趋势;年降水和汛期降水的震荡周期吻合,主周期均为8a左右,汛期降水与年降水的变化趋势相似性很大,说明汛期降水量较大程度地决定年降水量;非汛期降水主周期为4a左右;小雨所占比例随年代逐渐减少,而暴雨所占比例随年代逐渐增多,台风期间的暴雨雨量高度集中,强度大。     

基于能值理论的洪涝灾害脆弱性评估

在搜集整理2015年郑州市暴雨洪涝资料的基础上,从生态学的角度,运用能值分析方法评估区域洪涝灾害脆弱性。进而使用能值作为统一的度量尺度,以能值评价的结果和表征区域洪涝灾害脆弱性的能值指标为基础,借助地理信息系统(GIS)对郑州市洪涝灾害的脆弱性进行空间差异分析。结果表明郑州市洪涝灾害脆弱性的空间分布差异明显,大致呈现从中部向四周递减的趋势。新密市的脆弱性最高,其次是市区,脆弱性最低的是新郑市。结论表明,在暴露度相同的条件下,有效提高系统的适应能力是降低脆弱性的关键。     

不透水面扩张对郑州主城区降水特征的影响

为探究下垫面变化对高密度城市地区降水的影响,基于遥感技术反演郑州主城区1990—2019年的不透水面分布信息,并分析了其扩张特征;采用回归模型探讨不透水面比例与降水特征变化的相关性,识别了显著影响主城区降水的不透水面比例阈值,并采用城郊对比法多角度揭示了不透水面扩张对主城区降水的影响程度。结果表明：郑州主城区不透水面扩张趋势显著,扩张形态呈单一核心的“摊大饼”式扩张;不透水面比例与城郊降水强度比呈二次多项式函数关系,对主城区降水产生显著影响的阈值是30%;不透水面扩张导致主城区雨岛效应显著,增雨系数最高达1.39,主城区暴雨发生概率高于郊区53%,降水集中期晚于郊区约8 d,对主城区主汛期降水量变化的贡献率达44.39%;不透水面因具有高蓄热、低渗透的固有特征,对地表热力、动力条件具有显著影响,已成为城市化影响降水的主要影响因素之一。     

郑州市水安全模糊综合评价

针对目前郑州市水安全现状,提出以水供需安全、水环境安全、社会经济安全和灾害防治安全作为水安全评价的准则,选取代表性指标构建水安全评价指标体系,运用模糊数学方法对郑州市的水安全状况进行分区综合评价。结果表明:2000年和2005年郑州市的水供需安全度较低;灾害防治安全度变化较大,具有一定的随机性;环境和社会经济安全度处于稳定水平;2000年郑州市水安全隶属于基本安全的临界状态,2005年较2000年有所提高,处于基本安全状态以上。     

郑州市雨岛效应多方法集成评估及量化研究

为研究城市化发展带来的雨岛效应问题,选用郑州市1978—2018年社会经济资料和1960—2020年逐日降雨资料,在利用六阶段论和“S”形曲线法分析郑州城市化发展水平的基础上,多方法并举构建雨岛效应评估方法体系;基于年降水量、年汛期降水量对郑州市雨岛效应进行趋势和周期变化分析,并引入标准化距离法量化评估雨岛效应。结果表明：郑州市中心城区雨岛效应在1997年和2004年有明显突变增强趋势;年降水量、年汛期降水量雨岛效应增强趋势分别持续4 a和10 a,且分别具有8～10 a、15～20 a的第一主周期和17～20 a、6～10 a的第二主周期;标准化距离法计算的年降水量、汛期降水量增雨系数标准化显化值分别为0.261和0.643,说明郑州市雨岛效应集中于汛期。     

城市化对郑州市居民用水的影响分析

根据郑州市近60 a人口、经济、降水、供水等资料,利用SPSS软件对城市化和城市居民用水的多个指标进行主成分分析,得到城市化水平指数和城市居民用水综合指数,并运用回归分析法定量描述两者之间的关系。结果表明:城市化水平指数与城市居民用水综合指数之间高度线性相关,城市化水平越高,城市水资源需求越大,城市居民用水量越大。     

基于小波和ARIMA的黄山市年降水量分析及预测

为研究区域降水时间特征,提高年降水量预测精度,采用Morlet小波对黄山市1957-2016年的年降水量周期进行分析,并基于1957-2011年的年降水量构建了ARIMA模型和小波与ARIMA组合模型,分别对该市2012-2016年的年降水量进行了预测及对比分析。结果表明:黄山市近60a年降水量主要受28a、13a、5a的周期波动影响;采用ARIMA及组合模型预测2012-2016年年降水量的平均相对误差绝对值分别为19.8%和12.3%,组合模型的拟合和预测效果更优;两种方法对2012年、2015年和2016年的年降水量预测误差均较大,可能是这几年降水受ENSO事件影响,降水机制异于常年,致模型预测误差较大。结果可为区域中长期水文预报提供科学依据,对区域旱涝灾害预警管理具有一定应用价值。