水文时间序列逐步回归随机组合预测模型及其应用

由于气候因素和下垫面因素的综合影响,水文时间序列表现出复杂的非线性,包括确定性成分和随机成分,如月径流序列、日均流量序列等。这些预报对象如果不加处理直接用AR（p）建模进行预测误差较大。文中介绍了通过对非平稳序列提取周期项和趋势项后的余差序列建立AR（p）模型进行水文中长期预报的组合预测方法,并以嘉陵江北碚站7月最大洪峰流量序列为例对组合模型进行验证,结果比较满意。     

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。     

浅谈中长期水文预报方法

由于影响水文要素的各种因素十分复杂，中长期水文预报方法目前尚不够成熟，因此在做中长期水文预测时必须参考诸多因素，采用多种方法综合分析、合理取值；并应结合当地实际不断积累经验，进一步探讨中长期水文预报方法，以提高水文要素长期预报的精度。     

混沌水文时间序列区间预测研究

本文提出了一种混沌水文时间序列区间预测算法。该算法首先利用关联积分法计算嵌入参数，重构水文时间序列的相空间，而后采用交叉迭代模糊聚类算法确定当前时刻相点的相似状态，并依据给定的不同区间风险度，动态得到未来某一时刻水文要素值的取值区间。作为分析研究，本文采用长江寸滩水文站的月径流时间序列作为研究对象，对其进行非线性水文中长期区间预测研究。结果表明该方法不但可以避免混沌点预测中局部邻域确定的任意性问题，而且还避免了混沌点预测中必须模拟确定性的混沌规则，无法控制其误差的问题。     

模糊模式识别法在中长期预报中的应用

依据水文要素的历史演变特征及历史演变法的预报思想，将待预报年所在周期的前（m-1）年要素值为待征指标（m为周期年数），组成待识别样本．再把该周期贴近周期的前（m－1）年要素值做为待征指标，组成c个模糊模式（c为贴近周期数），然后利用模糊模式识别模型进行预报。     

四棵树河中长期径流量预测浅析

本文利用了四棵树河吉勒德水文站（1955年～2008年）的水文、气象等资料,分析了径流中长期变化的规律和影响因素,把河流水量等预报对象作为随机变量,把分析得出的各个影响因素作为预报因子,然后应用回归分析或判别分析的方法对预报因子进行筛选。考虑到水文序列的非平稳性,把水文序列分解成趋势项、周期项、平稳项,然后分项预测,叠加后得到预报结果,以此来预测四棵树河流域2009年的水量趋势。     

ARIMA模型在松华坝水库枯季入流预测中的应用

为探索ARIMA模型在水文中长期预报的适应性,以预报松华坝水库枯季入流为例,选取该水库主要入流控制站中和水文站枯季（11月-次年4月）径流建立数学模型进行分析预测,并与周期时间序列模型的预测结果进行对比,结果表明ARIMA模型预测精度优于周期时间序列模型预测成果,可应用于水文预报工作中。     

基于日降水量数据的毛乌素沙地降水特征的一致性分析

毛乌素沙地位于陕西省榆林市和内蒙古自治区鄂尔多斯市,生态水文系统较为脆弱,而降水是控制生态水文演变的重要因素,同时降水强度、降水过程也对生态系统具有重要影响。因此,有必要评估毛乌素沙地降水特征序列的一致性。基于毛乌素沙地的10个气象站1957—2019年的日降水量数据,选取年降水量、年最大日降水量、年最长连续降水量、年最长连续降水日数4个降水特征值序列,通过Mann-Kendall检验法分析趋势性,滑动t检验法探究突变情况,连续小波分析研究周期性,从而评估降水特征值序列的一致性。结果表明:降水特征值序列整体呈减少趋势;降水特征值序列的显著突变点主要出现在1970—1990年以及2000年之后;降水特征值的主周期大致在35年。     

浅谈设计阶段的造价控制

近年来，工程投资预测（设计概（估）算）工作，在观念上有了较大变化，得到一定的重视，但受多种因素影响，仍存有不足，现就设计阶段有关造价控制问题，谈一点体会。 1设计阶段工程造价的影响因素 在设计阶段影响工程造价的因素主要有以下几点：（1）设计前期准备工作不充分，设计周期较短；工程可行性阶段，工作深度不够，前期投入资金不足，致使工程造价计算不准，造成项目投资先天性不合理。     

基于年径流序列的五种趋势检测方法性能对比

趋势变化是水循环过程的重要变化特性之一,准确识别水文要素变化趋势是认识变化环境下水循环演变规律的基本内容。由于当前趋势检测方法众多,且受多种因素影响,趋势检测结果存在较大的不确定性,很难判断结果的准确性。为提高对水文要素趋势分析方法的认识,研究基于3组变化特征不同且已知成分的人工生成序列,综合对比分析了5种常用趋势检测方法(累积距平法、线性回归法、MK法、EMD法和DWT法)的准确性和可靠性,并以3组不同实测年径流序列为例,进一步评价了不同方法在水文时间序列趋势检测中的性能差异。实例分析表明,累积距平法可用于水文时间序列趋势的初步分析,不宜作为判断依据。MK法与线性回归法所得结果差异不大,对趋势单调且无明显季节或周期变化的水文时间序列具有较高识别精度,适用于演变特征相对简单且趋势变化明显的年径流序列的趋势检测。EMD和DWT法可以准确地识别并分离出序列自身含有的不同尺度波动成分,从而避免序列周期、非线性变化等特征对趋势检测结果的影响,性能相对更优,对于演变机理及变化特征复杂的年径流序列的趋势分析,应优先考虑DWT法,其次为EMD法。研究成果可为水文要素的趋势分析及其方法选择提供参考。     

长期洪水预报在五常站的应用

水文要素的时间序列是由许多周期波迭加而成的，只有找出这些周期波就可以利用它的迭加和外延作长期洪水预报。     

新安江流域屯溪站主汛期（5—7月）径流量的周期分析

根据屯溪水文站４７年（１９５１－１９９７年的）径流资料，用数理分波法分析，５－７月主 戏流量有２３年水文主周期及１３年余波周期，其周期值与太阳黑子１１年不周期及２２年左右磁周基本一致，并根据魇环流拉胶后期特征相关，分析１月平均流量与主汛期年径汉量关系，相关概率可达７５％左右， 藉引可为新安江屯溪地区中长期水文预测提供思路。     

柴达木盆地内陆盐渍土的冲洗技术

在柴达木盆地内陆盐渍土改良的生产实践中，总结出了3个治理步骤：（1）兴建排水设施，降低地下水位至“临界深度”以下；（2）通过冲洗，淋除土壤中过多的盐分；（3）培肥土壤，建立稳产高产灌区．阐述了第二个治理措施─—冲洗淋盐技术，即冲洗定额和水量分配，冲洗方法、冲洗时期与盐渍土类型的关系，以及各类盐渍土的排盐系数、脱盐标准等参数．对干旱、半干旱地区的盐渍土改良有一定的参考应用价值．     

浅议山西省水文改革思路

1山西省水文事业发展概况山西省的水文工作始于本世纪初，1916年在太原市就有了正规的雨量观测。新中国成立以后，随着国民经济的发展，山西的水文事业由小到大，形成了一个拥有10个地市分局、66个水文站、799处雨量站、753个地下水监测站、129处水质监测站。问个蒸发观测站的水文要素监测网络。特别是近几年由于全省水文职工的顽强拼搏和各级领导的支持，山西水文工作有了突破性发展。一是全省水文机构由水文总站（分站）更名为省水文水资源勘测局（分局），地市分局由科级升格为副县处级，提高了水文工作的社会地位；二是省政府颁发了《加…     

我省主要江河2000年水情趋势预报

陕西省主要江河 2000年最大流量、年径流量预报表 根据前期气候、水文要素与年径流量、年最大流量的相关关系和水文要素自身的演变规律等，应用数理统计原理，采用六种预测方法进行计算，并经过综合分析，现就我省主要江河 12个控制水文站 2000年年径流量、年最大流量预报如下： 　　年径流量：黄河龙门、潼关水文站正常略偏丰；渭河林家村、魏家堡水文站正常；咸阳、华县水文站正常至偏枯 1～ 2成；泾河张家山水文站正常至偏枯 2成；洛河状头水文站正常至偏枯 3成；汉江武侯镇、洋县水文站和安康水库入库正常至偏丰 2～ 3成；嘉陵江略阳水…     

阶跃型滑坡综合变形预测及监测预警方法研究

大型库岸滑坡的长期变形在汛期降雨作用下呈现明显的周期性“阶跃式”陡增特征。针对阶跃型滑坡的变形特征，本文提出了一种多源数据“融合-预测-预警”的三步式滑坡监测预警方法：(1)“融合”,即基于经验模态分解法将多点位移监测数据分别分解为趋势项和周期项，采用加权值法分别融合不同监测点的趋势项和周期项位移得到融合趋势项和融合周期项序列，并将两者叠加得到滑坡体的现状综合变形时间序列；(2)“预测”,即引入“一个预测周期”概念，采用滑动多项式拟合法和随机森林算法分别对融合趋势项和融合周期项进行预测并叠加得到滑坡体的预测综合变形时间序列；(3)“预警”,即基于斜率变点分析方法搜索综合变形曲线的“稳定点”和“跃迁点”,确定稳定变形和加速变形区间的斜率，建立阶跃型滑坡的四级递进式分级预警模型，基于该预警模型对滑坡现状进行预警。以向家坝水库某滑坡体自动化位移监测数据为研究对象，采用本文所提方法对该滑坡进行了综合变形预测和监测预警，结果表明：综合变形时间序列可以整体反映滑坡的变形演化规律，且预测结果可靠，根据分级预警模型判断此滑坡体当前处于稳定变形阶段(Ⅰ级预警)。     

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。     

南美洲巴拉那河流域水文气象要素演变特征及径流变化的气候响应

基于1951-2014年巴拉那河流域月尺度降水、气温、径流3个要素的观测数据,运用线性回归与MannKendall方法分析了序列的趋势性,运用小波方法分析了序列多时间尺度特征及气象因子与水文要素的内在联系。结果表明:在研究时段内,3个要素均有不同程度的增大趋势,气温与径流量显著上升,降水量不显著上升;在月尺度特征方面,3个要素均存在12个月左右的主周期,同时不同要素存在不同的次周期,其中气温存在微弱的6个月左右的次周期,月均降水量无明显次周期,径流量具有约36个月、48个月、64个月、100个月的次周期;在年尺度特征方面,3个要素均无明显主周期存在,降水量存在约3、4、8、10 a的次周期,气温无明显连续次周期,径流量的次周期特征与降水相似;交叉小波凝聚谱显示,巴拉那河流域月降水量的变化对径流量的影响远大于月均气温变化对其的影响;结合趋势性分析与小波分析可以清晰地了解流域内水文气象要素的变化规律与内在联系。     

水文时间序列突变点分析的启发式分割方法

水文时间序列突变点的检测是水文统计分析中的一项重要内容,但由于水文时间序列的非线性、非平稳性,导致对检测水文时间序列突变点的技术要求较高。建立了时间序列变点分析的启发式分割数学模型,以此来分析水文时间序列均值的突变。以理想的水文时间序列为仿真基础,结合合水水库的月径流序列,采用启发式分割算法得出去除周期成分后的月径流序列的突变点,以此证明了启发式分割算法检测水文时间序列突变的可行性和优越性。结果表明：4个突变点中,3个突变点集中于水库建成后不久,说明人类活动的剧烈影响为主要驱动力,加剧了对入库月径流量的影响,造成月径流的频繁波动和数次突变点的产生。