基于NSGA-Ⅱ的水文模型参数多目标优化研究

为了对水文模型中难以直接测算的参数进行调试和优化,将带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）应用于水文模型（HYMOD）参数多目标优化计算中,得到最优解Pareto集合。通过多目标距离函数法从Pareto集中求出一组协调集。采用非支配解集覆盖度和非支配解的空间分布两个性能度量指标,对NSGA-Ⅱ算法与多目标粒子群算法（MOPSO）的优化结果进行比较分析。结果表明,NSGA-Ⅱ优化得到的非支配集比MOPSO算法得到的支配比例高;但前者的非支配解的空间分布较MOPSO算法相对均匀。     

引江济淮工程年水量调度模型研究

引江济淮工程以城乡供水为主,兼顾灌溉补水和改善巢湖生态,是跨流域、跨省重大战略性水资源配置工程.采用模拟模型和优化技术相结合的方式,依据水量平衡原理建立引江济淮工程年水量调度模型,利用遗传学算法优化引江济巢段的双线引江比例.从来水条件和用水规划两个方面分析年调度模型可能的情景,构建典型年调度情景集合,具体包括:枯水年、...     

珠江上游流域近55年气温变化特征分析

采用线性回归、Mann-Kendall检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954-2008年气温系列进行研究分析。结果表明:①近55年来,珠江上游流域多年平均气温呈显著上升趋势。在空间上,气温上升显著的区域主要集中在红水河、柳江、桂江、贺江、黔浔江、西江梧州以下及北江流域。年平均气温存在3、7、17和43 a左右的主周期。②从各季节气温变化看,夏、秋两季气温上升显著,冬、春两季上升不显著。各季节平均气温周期和年平均气温周期大体一致,均存在3、7、18和40 a左右的主周期。该研究结果对进一步研究珠江上游流域气候及其未来气候预测具有重要意义。     

青狮潭水库降水集合预报模式构建及应用

数值降水集合预报能够降低因单值预报带来的不确定性,是国内外关注的热点。但当前研究多将集合样本预报技巧等同对待,采用集合算数平均得到最终预报结论,这种集合预报方式较为粗放,难以有效区分不同集合样本的差异。针对该问题,本文选择位于广西暴雨中心的青狮潭水库为研究区,构建了基于ETS评分的综合定量评价模型,通过WRF模式21组参数化方案敏感性分析,以及样本数量与集合预报技巧的定量分析,依据ETS评价结果实现了青狮潭水库降水集合预报方案的构建。经验证,本文构建的集合预报方案较集合算数平均预报技巧更高,表现更加稳定。     

分布式水文模型对水质监测数据的补充及污染源分析

水质现状监测对水环境影响评价、水环境治理具有重要作用。目前,水质现状监测数据存在监测频率低、监测难度大、影响因素复杂及信息化程度低等问题。为此,采用了分布式水文模型对水质监测数据进行补足,并追根溯源分析污染物来源。以都匀市剑江河流域为例,基于水文气象、下垫面数据及仅有的2010-2014年的四个断面不同步的水质数据,建立SWAT分布式水文模型模拟总磷污染物。结果表明,使用分布式水文模型不仅可以补足剑江河流域四个监测断面同期的总磷数据,还可以追根溯源得出该流域总磷污染主要来源于面源污染,同时可以分析出面源污染的空间分布情况以及不同污染类别的占比,该流域中肥料流失为主要污染源,尤其是丰水年的污染占比高达近66%。     

基于 PSO-SVR 的丹江口年径流预报

目前应用于丹江口水库年径流预报的方法主要为物理统计和人工神经网络(ANN)等方法,但这些方法普遍存在预报精度不高和稳定性不强等缺点。选择回归支持向量机(SVR)模型应用于丹江口水库年径流预报,针对惩罚系数C、核参数σ和不敏感损失系数ε三个参数在实际赋值过程中存在计算量大、难以得到最优值等问题,将粒子群优化算法(PSO)加入到SVR模型中,建立PSO-SVR模型,实现了参数的自动优选。结果表明,PSO-SVR模型较之SVR模型,提高了预报精度;较之ANN模型,稳定性更强,可信度更高。该模型具有较好的应用价值,可为南水北调中线工程调度方案制定提供一定的参考依据。     

宁波市白溪水库水文特征演变规律分析

基于宁波市白溪水库长系列水文气象资料,采用不均匀系数、完全调节系数衡量入库流量的年内分配情况,通过极值比、变差系数、滑动平均法、累积距平法探究白溪水库降雨量、入库流量/年径流量的年际变化趋势,运用Mann-Kendall检验、滑动T检验和有序聚类检验探究径流量的可能突变年份,根据Morlet小波函数分析径流量的周期性。研究结果表明:受梅汛、台汛影响,白溪水库月入库流量呈双峰型曲线;降雨量的极值比、变差系数比入库流量的小,各阶段降雨量和入库流量的变化趋势并不完全一致;白溪水库年径流量呈略微增长趋势,其变化率为0.0 035亿m~3/a;多年平均径流量为2.54亿m~3,近10 a平均径流量为2.68亿m~3;白溪水库年径流量的突变年份为1971年,且存在着21,10,4 a的变化周期。     

通用水资源调配模型WROOMⅠ：理论

本文首先结合国内外水资源调配模型的研究现状,分析比较了几种模型的特点和差异;然后针对国内水资源调配模型存在的模型通用性差、软件化程度低、不能同时支持调度与配置等问题,开发了具有自主知识产权的通用水资源优化调配模型WROOM（WaterResourcesOptimalOperationModel）。 具体从系统网络概化、模型结构、目标函数及结果统计等4 个方面介绍了WROOM模型的理论方法,在此基础上还介绍了 WROOM模型的建模工具、开发的模型软件体系以及模型求解的基本方法等。     

水库调度决策单调性与动态规划算法改进

在灌溉、供水等调度中,水库经济效益随供水量增加常呈现"边际效用递减"的特征。本文在"边际效用递减"(即水库调度目标函数为凹函数)的假设下分析得到两阶段水库调度中本时段泄水量、下一时段余留水量与本时段初水库蓄水量间的单调增加关系,将这一单调关系由两阶段推广到多阶段水库调度并进一步提出动态规划算法改进:搜索域缩减算法和邻域搜索算法。在供水调度研究案例中,搜索域缩减算法和邻域搜索算法能将动态规划计算时间分别缩减50.4%和92.1%。进一步分析发电调度中水库水头、下泄水量对总发电量的耦合影响,讨论搜索域缩减算法和邻域搜索算法对发电调度的适用性,并将这两种算法在陡岭子水库发电调度中进行应用;计算结果表明搜索域缩减算法、邻域搜索算法能为发电调度提供有效的参考方案。     

串联渠池闸门同步关闭情况下关闸时间 对闸前水位雍高影响

针对采用应急同步关闸措施导致的水位雍高问题,分析了多闸门同步关闸情况下不同关闸时间对水位雍高的影响。通过建立一维水力学模拟模型,进行了大量的关闸工况计算,研究了上、下游节制闸分别关闸动作对闸前水位的影响过程,结果表明,下游节制闸的关闸过程中产生的水位涨幅速率远大于关闭完成后的水位涨幅速率。并以此为依据设置了不同的下游关闸时间,分析上、下游节制闸同步动作情况下关闸时间对闸前最大雍高产生时间与雍高高度的影响,结果表明最大雍高出现在上游水波传递到下游的时间或者滞后一小段时间,且下游关闸时间是影响水位雍高的主导因素。通过对多渠池联调下其他渠池的闸门调控对研究渠池的水位影响分析,得出了同步关闸情况下渠池雍水基本只受本渠池上、下游闸门动作的影响的结论,从而为多闸联调情况下闸前水位优化提供了参考。