基于混合分布的非一致性长江口潮位序列频率计算方法

针对长期以来全球气候变化和大范围人类活动影响导致的水文序列不满足一致性的问题,选用镇江、江阴、天生港和徐六泾4站作为长江口地区潮位代表站,对各站年极值潮位序列进行跳跃变异分析,采用模拟退火算法进行参数估计,得到基于混合分布的各站年极值潮位概率分布,推求出不同频率对应的设计潮位。基于混合分布对非一致序列进行频率分析,方法简便灵活,避免了序列修正或分解合成等转化步骤,克服了人工适线的不足,通过分布一致性检验,频率计算结果合理可靠。     

变化环境下黄浦江年最高潮位频率分析

受气候变化及人类活动的影响,近三十多年来黄浦江频繁出现高潮位,以往潮位设计值的可靠性值得商榷。基于吴淞站、黄浦公园站的实测年最高潮位资料,分别选取1912~2010年、1913~2010年的潮位序列,在对潮位资料进行一致性检验、一致性修正的基础上,采用P-Ⅲ和EV-Ⅰ分布进行频率分析。结果表明,仅吴淞站的年最高潮位序列通过一致性检验,而黄浦公园站的潮位序列则需进行一致性修正;两种频率分布曲线对黄浦江年最高潮位设计值的估计相差不大,且千年一遇的设计值均比上海市区目前采用的1985年经水利部批准的千年一遇的设防标准要高,更符合变化环境下实际潮位的上升趋势。研究结果可为上海市防洪规划提供重要依据。     

珠江三角洲潮位时间序列的混沌特性分析

针对珠江河口地区水流受洪水波、潮波共同影响水位变化的复杂问题,为研究其演变特性,以南沙站、三沙口站和万顷沙西站为例,基于历史实测月高潮位数据,重构潮位时间序列相空间,采用自相关系数法求得3个潮位站月高潮位序列的延迟时间,并分别利用G-P算法和主分量分析法分析该序列混沌特性,求得其饱和关联维数。结果表明,月高潮位时间序列具有明显的混沌特性。     

基于一致性修正的宁波市甬江口设计高潮位研究

以位于宁波市甬江口的镇海站1951~2013年的年最高潮位序列为例,分别采用Spearman秩次相关检验、M-K检验方法分析其趋势变化,采用滑动秩和检验、Pettitt检验方法检查其变异点,发现该站年最高潮位存在显著上升趋势,且先后在1981、1996年发生跳跃,不同时期的样本并非来自同一总体。因此,选邻近的湖头渡为参证站,划分为1951~1980、1981~1995、1996~2013年三个阶段,建立了镇海站与湖头渡站的高潮位相关关系,以1996~2013年代表现状,对1951~1980、1981~1995年的实测年最高潮位进行修正,使修正后的序列满足频率分析的一致性要求。分别对经修正和未经修正的序列进行频率计算,表明同等频率下前者求出的设计值均大于后者,从而为甬江口涉水工程的规划建设和运行等提供更合理的依据。     

米市渡站最低潮位的非一致性频率分析

基于Lee-Heghinian法、有序聚类检验等5种突变检验方法和线性趋势相关系数法、Spearman秩次相关检验和Kendall秩次相关检验3种趋势检验方法对黄浦江上游米市渡站47年(1969~2015年)年最低潮位序列进行变异诊断,运用水文序列分解合成方法对序列进行去趋势处理,在混合分布思想的基础上利用模拟退火法对处理后新序列进行频率分析,并对比修正前后序列不同重现期潮位设计值。结果表明,米市渡站年最低潮位不仅有显著的抬升趋势,还在1999年发生突变。相比于不考虑变异情况的潮位设计值,考虑变异情况的混合分布频率曲线和经验点据的拟合更优,且相同频率下的潮位设计值均小于前者,从而为黄浦江沿岸水利工程设计和运行管理提供了参考。     

基于混合线性回归方法的下关站潮位过程预报模型

为了解下关站的潮位过程,以长江下游镇江站为参证站,从平均潮位、潮差、潮位过程平移和重建出发,以2000～2003年汛期为研究时段,采用混合线性回归模型探讨了南京秦淮河出口下关站的潮位拟合和预报过程。检验结果表明,模型简单实用,下关站潮位过程预报合格率达到92%以上,可供秦淮河流域防洪减灾与水资源调度参考。     

新三江闸天文潮预报及修正方法研究

影响海洋潮汐的因素很多、很复杂.从最简单仅考虑天文潮的影响的情况出发,用调和分析法求得调和常数建立潮位预报模型,针对新三江闸站预报潮位出现系统偏差的情况,提出一套潮位修正方法,并将其应用于曾娥江流域的新三江闸站,效果较好.     

基于离散小波变换与时间序列的钱塘江潮位预测

针对钱塘江潮位呈现出的周期性、随机性和波动性,为实现对钱塘江潮位的有效预测,提出一种基于离散小波变换和时间序列的预测方法,即先利用离散小波变换将实测的钱塘江潮位序列进行分解与重构,将非平稳的序列转化为多层较平稳的序列;然后利用时间序列建模方法对分解后的各个序列分别建立时间序列模型,对各层进行动态预测;最后将各层预测值求和作为最终的预测结果。试验表明,所提方法预测的效果明显优于其他混合模型及单一模型,能够提供更加准确的潮位预测。     

上海市台风降雨和潮位遭遇组合概率研究

针对台风期间上海市城市防洪涝安全风险问题,基于1970～2011年徐家汇气象站日降雨资料和黄浦江吴淞潮位站日潮位资料,采用P-Ⅲ型分布拟合了台风降雨和潮位的概率分布,利用Copula函数建立了上海市台风降雨与黄浦江潮位的联合分布模型,并定义和分析了台风降雨与潮位的组合风险概率及两变量重现期。结果表明,上海市台风降雨达到50mm,与年最高潮位达到警戒水位的联合重现期约为2年;10年一遇台风降雨与5年一遇或20年一遇的年高潮位的同现重现期分别为111、303年;20年一遇的台风降雨与20年一遇的年高潮位的同现重现期为625年;上海市10年一遇以上台风降雨遭遇到5年一遇以上的年高潮位的机率很小。     

长江口芦潮港站年最高潮位一致性分析及修正

在气候变化和人类活动影响下,下垫面情况和水文情势发生变化,用于水文频率分析的水文序列越来越不满足一致性。为了更准确地利用历史水文资料,以长江口芦潮港站1977～2016年潮位序列为例,用10种变异诊断方法进行诊断,将同时存在趋势和跳跃的水文序列进行一致性修正,即先用最小二乘法提取跳跃点前后两个子序列的趋势成分,然后将去趋势后的序列进行基于跳跃的非一致性修正,并将修正前后的潮位序列进行频率计算、对比分析。结果表明,不同重现期下修正后的潮位值相比原始的潮位值均有不同程度的减小,修正后的潮位值更符合当前的水文情势。     

感潮河段设计洪水位计算的频率组合法

建立河段水位与流域面平均雨量和潮位的水位函数，利用频率组合法推求感潮河段设计洪水位。实例研究结果表明，该方法较为简便有效，切得到的设计洪水位较为合理，能满足实际问题的精度要求。     

感潮河段水位预报方法浅析

针对感潮河段水情复杂、水位预报困难,分析评价了国内外感潮河段水位预报基本方法及研究进展,并概述了感潮河段水位预报实时修正方法,提出了一种简单实用有效的预报方法供参考.     

感潮河道水位资料延展的智能算法

为了解决感潮河网地区水动力模型水位边界资料较短的问题,基于圣维南方程组定解问题分析,利用BP神经网络建立了缺资料地区短系列水位资料的智能延展模型。模型以邻近水文站水位作为输入,以缺资料地区水位作为输出,利用Levenberg-Marquardt算法对缺资料地区短系列水位资料进行学习,利用邻近水文站提供的长系列水位资料对缺资料区短系列水位资料进行延展。以某三叉感潮河道为例进行计算,结果表明,延展值与实际值的线性相关系数为0.944,相关性较好,达到工程应用的精度。该模型能够充分利用已有资料,获得足够的建立水动力模型所需的资料,以解决感潮河网地区建模边界资料较短的问题。     

大连市建设潮汐电站的可行性分析

介绍当前国内能源形势,综述潮汐发电的基本原理、站址选择原则、电站效益和发展前景,并以辽宁省大连市为例分析其建设潮汐电站的条件。文章指出,潮汐发电将在未来我国的能源结构中占有一席之地,在大连市建设潮汐电站是可行的,并推荐三处宜建电站的海湾以供选择。     

长江河口段潮位预报及实时校正模型

针对长江河口段潮位周期性变化规律,采用调和分析法建立了潮汐预报模型,根据对分析期若干年潮位推算揭示了误差与上游径流闻关系,并建立了以上游大通水文站实测流量为输入的实时校正模型.潮汐预报模型与实时校正模型相结合,既可提前预知长江河口段的水情,又能根据动态掌握的大通流量信息对前期预报结果实时校正以提高预报精度,对类似河段的潮位预报具有参考价值.     

潮流能水平轴水轮机振动位移时间序列的自相似性研究

为了研究潮流能水平轴水轮机振动位移时间序列的自相似性,文章在不同的波流共同作用下对20kW潮流能水平轴水轮机进行数值模拟和波浪水槽试验,并将数值模拟与试验结果利用分形维数的方法计算得到Hurst指数,再由Hurst指数判断上述位移时间序列是否具有自相似性。数值模拟和试验结果表明:潮流能水轮机振动位移时间序列具有自相似特征,为采用自相似理论研究潮流能水轮机的动态特性奠定了数学基础,所揭示的时间序列整体与局部之间的关系及其自相似性为潮流能水轮机的故障诊断提供了技术支撑。