可处理旁侧入流的三参数马斯京根法

马斯京根洪水演算法及其衍生的马斯京根—康格法,目前有大量的文献报道。英国《洪水研究报告》第Ⅲ卷(自然环境研究会1975年)和霍尔(1984年)给出了透彻的评论。辛格和麦卡恩(1980年)对基本马斯京根法的二参数 K、X 的几种估算方法作了全面的比较。基本马斯京根法(以下简称马法)假定沿洪水演进河段无旁侧入流。如果实际上有较大支流汇入,则可把演算河段的下端选定在支流汇入处,而使下段主河槽的流量因支流汇入而增加。如果区间入流沿演算河段均匀分布,还可修改基本马法(自然环境研究会1975年)。     

马斯京根法评述

前言马斯京根流量演算法是水文上常用的河道洪流演算法。它是以运动波理论为基础,主要使用连续方程和简化或近似处理的动力方程联解。1934年由美国麦卡锡(Mctarthg)提出,50年来许多水文工作者围绕这一课题进行了多方面的研究,虽然对某些问题有所深化,但是尚有部分问题仍然有不同的见解。本文拟就下述几个方面进行评述:一、初始入流条件与负出流问题;二、     

关于马斯京根法参数优选方法的探讨

在工程设计、科学试验和函数逼近等问题中,经常要遇到各种参数的优选问题。寻找一个函数的最优参数,首先有一个目标函数的选择问题,即确定优选的准则;第二是优选的方法问题,即寻找收敛速度快、使目标函数达到最优的途径。在水文计算、洪水预报中,更常遇参数优选的问题。笔者对瞬时单位线参数优选曾用过两种方法:“大网格搜索、小网格细找”     

马斯京根洪水演算法参数应用研究

根据水利水电工程规划设计中洪水演进的特殊要求以及水电站日调节不稳定流演进的近似计算问题,假定河槽为棱柱体,将按较长时段推求的马斯京根洪水演算法流量演进参数应用于较短时段的流量演算。实例演算结果表明,该方法便捷实用,很好地反映了洪水过程的变化,能够满足工程规划设计的需要。     

PSO算法在马斯京根法参数率定中的应用

将PSO算法用于马斯京根法参数的自动率定,开发了基于PSO算法的马斯京根法参数自动率定系统,该系统可以对马斯京根法参数进行快速的率定和检验;是分析率定结果稳定性的一种新方法;此系统具有较高的实用性,已在多个流域中得到了应用。     

马斯京根方程参数的确定及其程序化

常用的试算法在确定马斯京根方程参数时一般得不到最优结果,且计算较繁杂.针对这一缺陷,尝试应用搜索法来确定其参数,并将方法编成计算机程序,使之具有通用性,实现了程序化.在洪水预报实例应用中,该方法所确定的参数值较试算法更优,也更简便,从而实现了求参数过程的优化和简化.     

非线性马斯京根模型参数率定的新方法

本文在分析经典二进制遗传算法不足之处的基础上提出一种改进的混合遗传算法(MGA)，用于对非线性马斯京根模型参数的估计。同其它算法相比显示出求解精度高而且收敛速度快的特点。通过具体仿真计算验证了该方法的正确性，从而为准确估计非线性马斯京根模型参数提供了一种十分有效的方法。     

入库洪水计算的马斯京根法探讨

本文对马斯京根法推求入库洪水的求解产生的误差进行了系统的研究,其中包括马斯京根法的顺时序顺演算、逆时序逆演算、逆时序顺演算和顺时序逆演算公式。同时对大藤峡水库入库洪水作了条件数的分析。     

应用马斯京根法进行河段反演推求

马斯京根法反演主要是用于河道面资料缺乏的地区,通过下断面的洪水流量过程来反推求上断面的洪水过程。当上断面资料缺失时,可以通过马斯京根法反演,分析建立入库洪水与坝址洪水的关系,使建库前后资料满足一致性。     

SCE—UA算法有效估计马斯京根模型参数

针对马斯京根模型参数最优估计问题,结合绝对残差绝对值之和最小准则,将SCE-UA算法用于模型参数的直接优选中.实例分析表明:SCE-UA算法可以有效、快速地搜索到模型参数全局最优解,具有更强的优化性能,收敛效果更佳.     

洪水演算中马斯京根法的新改进

针对河段上、下游断面的流量过程，采用样条函数进行拟合，插补得出更短时间步长内的流量值，并且以曲线积分法来处理时段平均流量，然后利用小生境遗传算法对马斯京根模型流量演算系数进行最优估计。具体实例表明，改进方法是可行的，并且用来确定河段马斯京根模型流量演算系数具有较快的速度和较高的计算精度，通过改进方法演算出的流量与河段实测流量更加接近。     

用分层马斯京根法作河道洪水演算

针对复式河道中用马斯京根法作洪水演算时,常出现洪水参数K、x值难以概化,整个过程线高、低水段很难拟合的情况,根据马斯京根法的基本原理.结合复式河道中漫滩部分水体的影响,提出了把整个入流过程按河槽形态的变化进行分层处理的分层马斯京根洪水演算方法。该法经在渭河临潼至华阴河段实际运用,其精度较传统马斯京根法有明显的提高。     

改进的马斯京根法在西辽河的应用

本文以西辽河为研究对象,针对西辽河干流下渗损失大,降雨量也较少,极少出现地面径流的产汇流特性,研制了考虑水量损失的改进马斯京根法,建立了西辽河干流控制站的预报方案,并采用历史资料进行模型参数率定.结果表明:5处干流站预报方案精度均达到乙级,可用于西辽河洪水分析及预报,并为风蚀沙土区河道洪水模拟提供了借鉴.     

马斯京根法流量演算系数的分析研究

马斯京根法流量演进系数K,x,在数值不变的条件下应用于河段短时段的流量演算,解决了水利水电工程规划设计中的一些特殊要求和水电站日调节不稳定流演进的近似计算问题。方法的物理基础是假定河槽为棱柱体,经实测资料检验分析,计算精度较高,能够满足工程规划设计的要求。     

马斯京根模型改进新思路

马斯京根模型基于水量平衡原理和线性槽蓄假定而建立,模型自提出以来不断得到改进。归纳起来,模型改进思路主要体现在水量平衡微分方程、槽蓄方程以及参数取值三方面。在已有模型改进思路基础上,通过引入组合流量系数,尝试构建新的马斯京根演进模型。模型以同一断面历史多时刻流量线性组合代替槽蓄方程中当前单时刻流量,并采用微分进化算法进行模型参数率定。以滦河大黑汀水库以下至滦县河段为例,分别选取不同量级的10次代表性水流过程进行模拟。结果表明,模型模拟精度较未改进得到了提高。     

差分进化算法在马斯京根模型参数优选中的应用

针对马斯京根模型参数最优估计中求解复杂、精度差等问题,结合绝对残差绝对值之和最小准则,提出应用差分进化算法（Differential Evolution Algorithm）直接优选模型参数。同其它算法相比,实例分析表明该算法具有较强的全局搜索能力和较高的计算精度。为更好地优选马斯京根模型参数提供了一种更为有效的新方法。     

变参数非线性马斯京根分段演算模型研究与应用

为了更好地模拟天然河道中洪水演进的时空非线性特征,通过构建连续型可变参数的槽蓄方程,在前人研究基础上进一步改进了非线性马斯京根模型结构,并与河道分段演算方法相耦合,提出了一种变参数非线性马斯京根分段演算模型(CVPCS-NMM),并应用于实际案例中。结果表明:CVPCS-NMM取得了比分段马斯京根模型和变指数非线性马斯京根模型(CVEP-NMM)更好的效果,反映出了天然河道洪水过程在时空上的非线性变化特点,表明该模型是一种行之有效的河道演算方法,也为进一步探讨如何将河道分段演算方法与非线性马斯京根模型相结合提供了一种研究思路。     

多元优化算法在马斯京根模型参数优化中的应用

以2个实例为研究对象,利用一种新型群体智能算法——多元优化(MVO)算法优化马斯京根模型参数,并与相关文献中加速遗传算法等多种方法的优化结果进行对比。结果表明:MVO算法优化结果优于其他算法,利用MVO算法优化马斯京根模型参数,可以获得比相关文献更高的模拟精度,不但为精确估计马斯京根模型参数提供了有效方法,而且拓展了MVO算法在水文模型参数优化中的应用。