支持向量机和BP神经网络在泥石流平均流速预测模型中的比较与应用

在综合分析多种泥石流研究方法的基础上,提出分别基于支持向量机和改进的BP神经网络模型的黏性泥石流平均流速预测方法,建立了相应的泥石流平均流速预测模型.以蒋家沟泥石流实时监测数据作为学习样本和测试样本,比较了两种模型的预测精度和适用范围.研究结果表明,泥石流样本训练阶段,支持向量机和BP神经网络均具有较高的模拟精度,BP神经网络较优于支持向量机模型,而在样本预测阶段,支持向量机的预测精度明显优于BP网络,表明支持向量机预测模型有较强的外推能力和预测计算的有效性,可以较好地描述泥石流复杂的非线性关系,为泥石流防治提供精确的科学依据.     

利用河流平衡理论检验推移质输沙函数的应用性

推移质输沙函数多根据试验资料建立,在实际应用中往往会给出相去甚远的预测,对河流平衡形态影响显著。本研究利用河流平衡理论检验推移质输移通式Φ=cb(τ0*-τ*c)β中各参数对河道平衡形态的影响,式中Φ为无量纲推移质输沙强度,τ0*为无量纲水流平均剪切应力,cb、τ*c和β为输沙参数,分别代表输沙系数、无量纲水流临界剪切力和输沙指数。引入河道过水断面的宽度与平均水深的比值作为表征断面形态的无量纲参数,基于变分原理的图形分析结果表明,输沙通式中指数β的选取是影响平衡河道形态的重要因素。结合长江中游监利河段河道形态实际观测数据,对比分析已有推移质输沙函数对河道平衡形态的定量影响,结果表明β=5/3时河流平衡理论具有很好的实际应用性。     

杨凌示范区水源地信息调查及管理对策

水资源是杨凌示范区发展的保障和制约因素,对杨凌示范区水源地综合情况进行了调查和分析。最后,对污染控制、水源地建设等方面提出了建议和对策。     

川中紫色土区小流域土地利用与土壤流失关系

根据长江上游水土流失重点防治工程总结报告,建立小流域土壤流失量、轻度以上侵蚀土地面积与农地、林地、荒地、其他用地面积无截距多元回归模型,以及小流域土壤流失量与不同侵蚀强度土地面积无截距多元回归模型,分析不同类型土地的侵蚀模数、土壤流失率、土壤流失比、土壤流失面积比,不同侵蚀强度土地侵蚀模数、土壤流失比。结果表明：（1）农地、林地、荒地、其他用地的土壤侵蚀模数分别为 2 353、2 319、12 162、-2 750t/km2·a;前三者的土壤流失比分别为56%、25%、19%,水土流失的首要用地类型是农地,但在个别小流域,林地或荒地也会是产生土壤流失的首要用地类型,其他用地对土壤流失起到抑制作用;（2）农地、林地、荒地的土壤流失率分别为52%、34%、100%,土壤流失面积比分别为72%、16%、12%,农地流失面积比远高于其他用地类型,但在个别小流域,林地流失面积比大于农地; （3） 无明显侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度以上侵蚀土地土壤侵蚀模数分别为-481、2 500、484、8 068t/km2·a;轻度侵蚀、中度侵蚀、强度以上侵蚀土地土壤流失比分别为8%、33%、59%,强度侵蚀土地是水土流失的主要来源。     

串联供水库群优化调度的模糊规划模型

针对随机动态规划在解决多个水库联合优化调度时存在“维数灾”问题,尝试基于模糊集理论来解决该优化调度问题。以4个串联供水水库系统为例,目标为各供水片区最小的缺水率最大,将水库的入流过程视为模糊集,而需水过程视为确定性的,建立了模糊规划模型,并引入可靠度和满意度对优化调度结果进行评价。实例分析表明,该模型既可以刻画入流的不确定性,又可以简化问题,具有一定的实用性。     

基于生物习性和流量变化的南水北调西线调水河道的生态需水估算

提出一种基于生态保护对象的生活习性和流量变化的河道生态需水(EIFR)估算方法,简记为习变法(LiHaflo-Va)。方法通过建立流量变化与生物习性的定量联系,确定主要生态保护对象生活习性关键月份,既具有水文学方法的简便优势,又能尽可能多地考虑生物学特性,能较好地解决资料缺乏地区的生态需水估算问题。EFIR的计算包括两部分,对关键月,EIFR为该月中值流量与该月的流量变异系数的乘积。对其它月份,EIFR为90%超过概率流量与全年各月流量变异系数最小值之乘积。应用该法计算了南水北调西线一期工程包括达曲、泥曲、色曲、杜柯河、玛柯河和阿柯河等6条调水河流的生态需水。结果表明,河道内多年平均状态每年需保持的水量占多年平均年径流量的比例在达曲至少为24.7%,泥曲为46.4%,色曲为21.7%,杜柯河为21.6%,玛柯河为15.0%,阿柯河为15.7%。该比例系数基于研究区生态保护对象的生活习性,是流域的客观反映,可以作为制定工程最大可调水量的依据。计算表明,在工农业生产及居民生活用水大约占多年平均年径流量的6%的条件下,6条河多年平均意义上每年最大可调水总量为41.87×108m3,占6条河多年平均总径流量(60.5×108m3)的69.2%。     

区域能源安全复杂性的理论分析框架与实证研究

从区域能源安全的复杂性入手,运用复杂科学理论,阐述了区域能源安全系统的复杂性特征,探讨了区域能源安全的路径依赖及其解决途径,文章运用复杂性科学的方法和模型,提出了基于人—地关系的区域能源安全复杂性框架模型。借助该框架模型以区域能源安全功能分区为例展开实证分析。区域能源安全作为一个复杂系统,在能源结构、经济增长、科技创新和高碳能源方面,具有明显的路径依赖,为此,必须坚持走能源结构优质化、节能降耗、循环利用以及科技创新的综合途径,大力开辟低碳或无碳化能源。实证分析显示,沿海和长江中游地区是能源最不安全区;能源较不安全区散布于东中西地区;区域能源安全区主要分布于西部的青海、宁夏、四川、贵州和云南5省(市、自治区);而区域能源富裕区则集中分布于"三北"地区。     

基于Copula函数和不同时间尺度的人民胜利渠灌区干旱风险分析

灌区干旱事件频发严重制约农业的可持续绿色发展,为了定量分析人民胜利渠灌区的干旱风险,基于灌区1951—2017年逐月降水量与平均气温系列数据,构建不同时间尺度下标准化降水蒸散指数(SPEI),利用游程理论识别不同时间尺度的干旱历时和干旱强度两个特征变量,并结合Copula函数建立联合概率分布函数,进而分析不同时间尺度的灌区干旱联合分布概率及其同现重现期。结果表明：不同时间尺度的最大干旱历时和干旱强度均不同,12个月尺度在干旱历时为31个月时干旱强度最大(24.4);1个月尺度、3个月尺度和6个月尺度的灌区干旱事件以短历时低强度的情况居多,而12个月尺度存在较少的长历时、高强度情况;不同时间尺度的干旱联合分布概率和同现重现期均不同,如6个月尺度在干旱历时大于5个月且干旱强度大于5时的联合分布概率为19.65%、联合分布概率的变化率为32.37%,干旱历时为5个月且干旱强度为5时的同现重现期为1.65 a。     

水资源定额管理的原理研究

水资源定额管理是我国现阶段强化水资源需求管理,建立节水型国民经济体系,维护水资源可持续利用的关键举措。本文基于我国水资源管理的基本制度和国民经济物耗计量体系的现状和问题,说明开展水资源定额管理的必要性．厘清定额管理的内涵,并从水资源管理的宏观、中观和微观三个尺度分析了定额管理的基本原理。在此基础上构建了包括法律法规、用水行业分类、取水定额编制、定额监督管理等水资源定额管理体系。明确了定额管理过程中应遵循的强制性、地区差异性、动态性和层次性以及综合性等基本原则。     

水文模拟与预测中的不确定性研究现状与展望

水文模型是水循环研究、水环境保护、水资源管理等的基本工具,在过去几十年里水文模型一直是水文工作者研究的重点,而水文模型的可靠性和不确定性分析却显得不足和滞后。随着水文模型越来越复杂,在现有数据水平相对缺乏的条件下,水文模拟与预测中的不确定性日益突出。对此分析了与水文模型紧密相关的不确定性的来源,回顾了考虑不确定性的水文模拟和预测主要分析方法,并提出了未来水文模拟与预测的不确定性研究的主要内容和需要注意的问题。