分期设计洪水重现期计算模型研究

年最大洪水与分期最大洪水序列是两个选样不同的样本,其重现期和设计值计算对于水库安全防洪、提高兴利效益和洪水资源安全利用至关重要。本文根据重现期的定义,运用数理统计法,推导了独立同分布单变量和多变量水文事件重现期的计算公式。在此基础上,结合现有的3种分期洪水概率模型,严格推导了年最大洪水重现期与分期最大洪水有关重现期计算模型和关系式。采用蒙特卡洛试验,经模拟计算,文中有关重现期模型计算值与经验重现期一致,表明文中推导的重现期模型是正确的。最后,以南四湖流域1963—2008年分期7日最大入湖洪量资料为例,给出了分期最大洪水分布参数估计、年最大洪水分布计算过程,说明分期最大设计洪水的计算问题。文中模型与计算方法以期为我国分期设计洪水计算提供理论支撑。     

流域变化环境下水文非平稳异方差序列随机建模研究进展

气候变化和高强度人类活动的显著影响使流域水文序列出现异方差性,破坏了Box-Jekins法ARMA模型建立的前提条件。基于国内外相关研究进展和存在的主要科学问题,提出了目前几个主要研究内容和研究途径。金融学、经济学和信号处理等领域的观测序列与流域变化环境下水文非平稳序列异方差性波动特性相似,而且这些领域中已取得了许多成功的案例。应用金融学、经济学和信号处理等领域的异方差性原理和方法,结合流域水文特性,开展变化环境下水文非平稳异方差序列随机建模是可行的,与分布式水文模型相比,该方法是一种实用的建模途径。文中提出的一些思路可为变化环境下精确描述流域水文要素值的变化规律、涉水工程的规划设计与科学管理以及干旱风险调控提供依据。     

1994—2021年陕西省水资源分布演变特征

研究陕西省和城市水资源分布演变特征可为研究区水资源管理提供依据。运用经验模态分解（EMD）方法、M-K检验法、小波变换、空间自相关分析方法,探究1994—2021年研究区不同尺度下水资源的时空演变规律。结果表明：全省尺度下陕西省水资源总量和地表水资源量呈现先减少后增大的不显著增长趋势,水资源趋势变化突变点主要出现在2004年前后,主要存在6和16 a的周期,地下水资源量呈现下降趋势,存在3个周期。分区尺度下,陕北地区演变特征较为独特,其余地区与全省水资源变化特征相似。城市尺度下,延安市水资源演变规律较为独特,关中地区不同城市水资源演变规律呈现东西差异。陕西省水资源分布存在空间集聚特征,陕南地区城市间出现热点集聚,关中地区北部及陕北地区出现冷点集聚,且集聚程度呈增加趋势。研究结果可为陕西省水资源安全及黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。     

Gamma概率分布值的正交多项式矩计算法研究

研究Gamma分布概率分布值的数值计算,以水文分析常用的两参数Gamma分布为例,采用Mathematica数值高精度计算的优势,计算权函数的非古典正交多项式递推系数,进而进行水文概率分布计算。结果表明:文中方法推求的概率分布值计算方法具有较高的计算精度,是一种通用的权函数和积分区间数值积分算法,可为水文概率计算提供一种计算途径。     

非参数解集模型在月径流随机模拟中的应用

针对参数解集模型难以反映真实水文系统的非线性、多峰形态以及边际特性的问题,采用基于核密度估计理论构造的非参数解集模型对刘家河站月径流进行了随机模拟。结果表明,非参数解集模型用于陕北地区刘家河站的月径流随机模拟是可行的。     

开发建设项目弃渣场堆渣量探讨

通过对弃渣场地形、堆渣形式的分析,进行堆渣量计算方法比较。在实际工作中主要采用等高线法进行弃渣场堆渣量计算,等高线法在计算弃渣场堆渣量时,由于求积仪误差、图纸变形误差和等高线位置误差的存在,往往使得计算结果精度不高。文章引入解析法计算弃渣场堆渣量,解析法在计算横断面面积时精度高。结果表明,在实际工作中2种方法都可应用于弃渣场堆渣量计算,2种方法各有长短。文章认为等高线法断面法计算简便,但精度不高,当弃渣场堆渣量不大时可用此方法;解析法有足够的精度保证,但是数据提取处理过程较繁琐,建议在大型弃渣场堆渣量计算中采用。     

基于模拟退火算法的皮尔逊Ⅲ型分布参数估计

以渭河流域3个气象站的年降水量资料为例,采用模拟退火算法按照离差平方和最小准则、离差绝对值和最小准则、相对离差平方和最小准则对皮尔逊Ⅲ型分布进行参数优化,并与矩法、极大似然法、线性矩法3种常规分布参数估计方法计算结果作对比。结果表明:模拟退火算法是一种可行的水文频率曲线参数估计方法,其估计精度优于3种常规参数估计方法。     

水文系统复杂性模型研究及应用

研究水文系统复杂度的计算方法。根据排列熵、近似熵、样本熵和Lopez-Ruiz复杂度,建立了三种基于不同熵算法的水文系统复杂度计算模型。定量描述水文系统的复杂性。以渭河流域林家村、张家山和状头水文站的月平均流量序列为例,计算结果表明:1970年和1990年前后,各站的月平均流量序列复杂度均出现不同程度的变异现象,20世纪70年代初和90年代初,渭河流域人类活动显著增强,使得径流过程复杂性增加。滑动t检验法和斯米尔诺夫定理检验与文中计算结果一致,表明文中模型是合理的。通过本文的研究,以期为定量识别水文系统复杂性提供一种新的方法。     

“水文统计”课程教学内容探讨

文章根据水利、交通和电力工程专业培养方案,回顾了我国"水文统计"课程教学体系的发展,分析了"水文统计"课程国内外教材和专著以及教学内容,归纳总结了新型的课程教学内容。与现有课程教学内容相比,增加了实用的分析计算、新理论和新方法在水文中的应用等,以期完善我国水利、交通和电力高等院校"水文统计"课程的教学体系。