基于小波分解的径流预报非线性模型

径流时间序列中包含了大量的信息,从频率域上来看,这些信息包括变化平稳的低频信息和变化相对剧烈的高频信息。本文利用小波分解,将径流时间序列分解为低频项和高频项,低频项采用逐步回归法预报,高频项采用基于自组织法求解的Volterra滤波器预报,两者结果综合,最终实现径流预报。实例计算表明,该模型具有足够高的计算精度。     

基于FARIMA模型的日流量过程随机模拟研究

本文采用能反映时间序列长相关性的自回归分数整合滑动平均（FARIMA）模型,建立了日流量过程的随机模拟方法。首先提出概率权重矩-正态分位数变换（PWM-NQT）法进行日流量预处理,将预处理后得到的平稳、正态时间序列用于FARIMA模型的辨识和参数估计。基于FARIMA模型得到正态化日流量模拟值,并由正态分位数逆变换及逆标准化分别得到标准化日流量模拟值及日流量过程模拟值。将建立的模型应用于长江流域宜昌水文站日流量过程随机模拟,统计检验表明,建立的随机模拟方法能合理考虑日流量过程的季节性周期和长相关性,同时也能很好地保持日流量过程的其它统计特性。     

渭河流域干旱特征联合概率分布研究

应用椭圆copulas描述干旱多变量间的相依性结构。采用Pearson＇sγn、Spearman＇sρn、Kendall＇sτn、秩相关图、Chi-plot和K-plot度量2变量相依性;根据极大似然法估计3维copulas的参数,并以AIC、BIC和RMSE进行copulas拟合效果评价;运用基于Rosenblatt变换的Bootstrap法进行Gaussian copula和Student t copula的拟合度检验;选择Gaussiancopula描述干旱历时D、烈度S、和峰值P的联合概率分布,探讨渭河流域干旱重现期的空间分布规律。研究表明：①3维Gaussian copula和Student t copula均适合用来描述干旱多变量联合概率分布,且前者拟合效果优于后者;②渭河流域发生较长时期持续干旱的频率高、重现期短,应加强干旱预报与管理。     

洪水形态的辨识

对洪水形态进行准确的识别,是分析不同洪水形态形成原因的基础,也为防洪工程提供有效的信息.本文从一般性指标、洪水时域、频域角度选取13项与洪水形态相关的指标,依据主成分分析法进行降维处理,从中提取出6项指标,采用验证为具有很好分类效果的投影寻踪模型,来验证所提取的6项指标的有效性.结果表明:1)利用投影寻踪模型,结合6项洪水形态指标,进行洪水形态识别的有效性;2)武江流域的双峰型洪水占39.62％,且均为主峰偏后型,这对武江流域的防洪工程显得尤为不利.本研究不仅为洪水形态指标的提取、洪水形态的识别提供参考,也为武江流域的防洪提供了理论指导.     

基于地面雨情信息的长江三峡区间洪水预报研究

长江三峡区间的暴雨洪水对三峡水利枢纽的影响迅速而且直接,是进行三峡坝址洪水预报的重要边界条件。本文基于分布式物理模型GBHM与概念性新安江模型开展了三峡区间洪水预报研究。利用2004-2007年地面观测的雨量及流量信息,首先在日尺度上对两个预报模型进行了参数率定及模型检验,然后在小时尺度上对典型洪水过程进行了预报试验。结果表明,两个模型对逐日洪水过程的模拟均有较高精度。考虑到逐时流量数据的限制,本研究直接利用在日尺度上拟合的模型参数进行逐时的洪水预报。结果显示新安江模型的预报精度大幅下降,GBHM模型对洪水过程及洪水总量的预报仍能够保持一定精度,表明分布式物理性水文模型在三峡区间洪水预报中具有应用优势和潜力。     

基于分形插值理论的径流预测探讨

基于南桠河冶勒水库月平均径流资料,运用重标极差(R/S)分析方法揭示了径流复杂的非线性特性隐藏下的有序性,即持续性特性.由于持续性区间内径流变化的高度相关性,由此通过组织历史数据建立迭代函数系统,经分形插值方法求取吸引子并在吸引子基础上进行延拓,建立了基于分形插值的预测模型.通过实际验证表明,该预测模型取得了较好的结果,满足实际应用要求,并为径流预测提供了新的探索及进一步研究的铺垫.     

ECMWF降雨集合预报在水库优化调度中的应用研究

为了充分考虑降雨预报的不确定性,本文建立了基于降雨集合预报的径流描述模型,并在满足保证出力条件下,建立以水库在调度期内总发电量最大为目标的随机动态规划模型。以桓仁水库以上流域为研究实例,应用欧洲天气预报中心(ECMWF)的降雨集合预报信息进行水库优化调度。结果显示应用降雨集合预报信息的调度可提高发电量4%以上,表明利用降雨集合预报信息进行水库优化调度,对水库实际运行有一定的指导意义。     

马鞍关水库07年漫坝情况下入库洪水分析

本文从马鞍关水库遭遇超标准漫坝暴雨洪水的实际情况出发,详细分析了降雨、库水位及自然溢流过程.评估了暴雨洪水的性质,找到流域汇流历时和一次洪水历时,判定泄流峰值点位落在入库洪水过程退水段上,探讨水量平衡还原入库洪水的不合理原因,提出三角形还原入库洪水的简单方法,较客观合理地还原了入库洪水过程,并给出具体方法步骤,讨论了适应条件.文中的分析方法和成果可供山区型水库管理调度、设计生产参考.     

梯级水库优化调度中的矩形体遗传算法

传统遗传算法中染色体的编码形式一般为链条形,即不论采用二进制编码还是实数编码,可行解均以链条的形式表现,遗传操作也是在这种链式编码的基础上进行的。当决策变量增多,链条加长时,这种遗传算法的计算效率变得很低。此外,在梯级水库优化调度中,由于上、下游水库间存在的耦合关系,使得上游水库基因段中某一位基因的改变将连锁式地引发下游各水库基因段中相应基因的改变,这种连锁变化在链式编码中的实现是较复杂的。为此,本文提出了矩形体编码的遗传算法,它可以有效提高传统遗传算法在处理这类问题时的效率,并使优化结果得到提高。最后通过一个算例,说明了该方法的可行性与有效性。     

水热同步性对流域水热耦合平衡的影响

本文基于水热耦合平衡方法,对我国北方108个流域的水文气象数据分析发现,流域实际蒸发量不仅取决于降雨量和潜在蒸发量的大小,还与二者的同步性密切相关。本文引入气候季节性指数（S）来定量描述水（降雨）热（潜在蒸发量）的同步性。相关性分析表明S是水热耦合平衡的重要影响因素,将其引入估算水热耦合平衡方程参数的经验公式中,可以显著提高流域年蒸发量的模拟精度。在过去40年,部分流域气候季节性指数发生了趋势性变化,引起的流域蒸发的变化在20%的流域超过总变化量的20%。