基于降雨强度及降雨中心的瞬时单位线参数综合优化

流域降雨的强度和降雨中心位置等时空特性是影响流域汇流计算的重要因素.为了定量分析降雨时空分布不均匀性对流域汇流的影响,本文基于瞬时单位线法以沮漳河流域为例,率定了多场流域实测洪水过程的瞬时单位线n、k参数,采用多元回归分析法建立降雨中心位置C_L和降雨强度Imt与n、k参数的回归公式,给出了n、k参数的回归方程,采用该方法可求得不同降雨中心位置及降雨强度下的瞬时单位线n、k参数,再转换为时段单位线进行预报.该方法具有传统单位线法简便实用的特点,又具有考虑降雨时空变异性的优点,在沮漳河流域洪水预报模型中的应用表明该方法是可行的.     

淮安市龙王山水库流域洪水预报研究及应用

介绍了利用新安江三水源模型计算流域的产流以及分水源及蒸发等的计算，并用变动雨强瞬时单位线计算流域的汇流，用坐标轮换法优选模型的参数，将此方法应用到龙王山水库流域，取得了比较好的预报效果。     

流域汇流的等流时单位线方法初探

由于等流时线方法的固有缺陷,它计算出的流量过程线难以达到需要的精度.本文使用分布式瞬时单位线的思想来改进等流时线方法,将产流场和传播场结合起来,使用纳什线性水库模型为每一个等流时面积建立各自的单位线,以描述河槽调蓄对径流的作用,弥补了等流时线法的缺陷.同时它利用一组线性水库之间的相似关系,缩减建立单位线所需的参数,继而建立等流时单位线.该方法可以便于根据流域下垫面特性和径流进行参数调节,最后找到适合该流域的参数.等流时单位线方法用于白溪流域五场洪水的实际计算结果说明,它可以较好地综合等流时线法和单位线法的优势,改进计算的精度.等流时单位线法是等流时线法和单位线法的有效结合,方法中各参数能够较容易地与实际物理模型相联系,更有利于应用在缺乏资料的流域.     

考虑闸坝影响的流域汇流单位线研究

闸坝工程的大量修建,严重影响了流域水文情势和水循环过程,天然状况下流域汇流单位线已无法适用.本文在传统Nash瞬时单位线将流域对洪水的调蓄视为n个线性串联水库出流的基础上,考虑闸坝工程对洪水过程推移和坦化的影响,通过添加与前n个水库不同的第n+1个虚拟水库,等效模拟闸坝工程对洪水过程的调蓄作用,提出了适用于闸坝影响下的流域汇流单位线,并应用于闸坝影响突出的淮河流域洪水预报.研究表明:相比传统Nash单位线,该方法能显著提高洪水预报精度,对洪峰流量和退水过程的模拟效果改进尤佳.本文所提出的方法发展了单位线理论,拓展了单位线适用范围,提高了闸坝工程影响下的洪水预报精度,为研究人类活动对流域水文水资源的影响提供了一种新方法.     

小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究

针对小流域洪水降雨强度大、历时短、汇流速度快的特点,提出了一种应用新安江模型进行小流域洪水预报及模型参数优化率定的方法.该方法以最小二乘法作为模型参数优选的准则,并采用逐次渐进网格寻优法优选模型参数.由于该方法同时优选所有模型参数,不需要对实测径流进行分割,从而可避免人工分割径流而出现的参数率定误差.最后,按照该方法,应用二水源、三水源新安江模型对广东省黄京塘流域进行了研究计算,优选出了模型参数.模型验证结果表明,二水源新安江模型效果比三水源新安江模型好.     

瞬时单位线参数的率定与递归更新对地面径流模拟结果的影响

在用瞬时单位线进行流域净雨的坡面汇流计算时,需要先率定其2个参数:线性水库的个数n及单个线性水库的调蓄系数K.传统参数率定方法为矩法,研究表明,使用矩法率定所得的瞬时单位线对地面径流的模拟精度较差,需要对参数进行更新.提出了一个用于瞬时单位线参数更新的递归公式,并研究了参数更新次数对流域地面径流模拟精度的影响.递归方程的推导是针对地面径流过程线的2个主要特征值:洪峰流量和峰现时间,使模拟的洪峰流量和峰现时间尽量接近观测值.应用结果表明,递归公式能够获得比矩法更高的地面径流模拟精度;但应用递归公式的次数不能太多,当超过2次时,模拟精度反而会降低.分析原因认为,递归公式推导的原理,是使洪峰流量和峰现时间的模拟值尽量接近观测值,以它们之间偏离的程度来调整参数n、k的值,但对整个地面径流过程的模拟精度的评判需要考虑整个地面径流过程,而不仅仅是洪峰流量和峰现时间,这是更新次数不应过多的原因.     

经验性洪水预报模型在陆浑水库的应用及其与小花间洪水预报模型结果对比

在对陆浑水库经验性洪水预报模型介绍的基础上,根据历史数据及流域地貌信息确定了模型参数,对1975-2011年25场洪水的计算结果与实测值进行了对比,同时对2003-2011年的7场洪水预报结果与黄委水文局小花间洪水预报模型预报结果进行了对比.结果表明:两模型模拟结果精度相差不大,都能满足预报精度要求,7场洪水小花间洪水预报模型模拟结果整体效果稍好,尤其是洪水过程与实测过程比较吻合;经验性洪水预报模拟结果稍差,但误差在可接受范围之内.两个模型都具有一定实用性,建议两模型联合运用,将小花间洪水预报模型的洪水预报结果作为指导水库防洪调度的主要依据,经验模型的预报结果作为参考.     

浅析模型参数的常用优选方法

常用模型参数有多种优选方法,本文对洪水预报模型中经常采用的试错法、Rosenbrock、单纯形法等优选方法进行了分析和总结对比,以期找出较为适用的洪水预报模型参数优选方法。     

优选雨量站权重改进降雨输入的洪水预报方法

降雨是驱动水文模型进行洪水预报的重要输入数据,降雨资料短缺给洪水预报工作带来极大挑战．引入边缘雨量站降雨数据,基于随机优选方法,构建优选雨量站权重改进降雨输入的新安江模型,对资料短缺流域进行洪水预测,并在石灰窑以上流域进行试验研究．与泰森多边形权重相比,优选权重改进降雨输入的产流预报精度有显著提高,率定期、验证期产流合格率分别从60%、40%提高至100%、60%,汇流预报精度略有提升;改进降雨输入后的新安江模型的优选参数更符合流域产汇流特征,提升了模型参数的合理性．所提优选雨量站权重改进降雨输入的洪水预报方法,对类似降雨资料短缺流域洪水预报具有重要的参考价值．     

可考虑历史洪水对数正态分布线性矩法的研究

简要介绍对正态分布线性矩与分布参数的关系，提出两种可考虑历史洪水的样本线性矩估计公式。统计试验结果表明，估计公式均具有较高精度。从两种估算公式中推荐一种效果更好的供实际频率计算使用，从而解决了具有历史洪水时对数正态分布的样本线性矩的计算问题。此外，对线性矩法与矩法、适线法作了对比分析，结果表明，线性矩法比矩法、适线法有较大的优越性，其不偏性能最好且具有良好的有效性。     

基于群居蜘蛛优化算法的自适应数值积分皮尔逊-Ⅲ型曲线参数估计

伽马函数数值积分确定皮尔逊-Ⅲ型曲线的相关参数,关键在于横向坐标方向上积分的计算,核心在于合理选择步长以保证计算精度.为了能够更好地提高数值积分的计算精度,利用绝对误差公式确定基本步长函数,推导了较为完善的变步长积分函数,采用该函数能够快速计算出水文序列在皮尔逊-Ⅲ型分布下所对应的频率值.该方法和群居蜘蛛优化适线法相结合,依据横向离差平方和最小的适线准则,用于估计一般洪水和特大洪水序列的水文频率曲线参数.实例验证结果表明:该方法得到的皮尔逊-Ⅲ型理论频率曲线与传统的矩法和权函数法相比对经验点据拟合效果较好,精度较高,在水利工程设计中有较大的应用价值.     

分布式地貌瞬时单位线在闽江流域的应用探究

无资料或资料匮乏地区的汇流问题是水文科学研究的热点和难点.在这类问题上,地貌瞬时单位线成为了可靠的解决办法.本文基于现有的单元流域划分方法,以汇入最高级河道的河网集水区为基准重新制定单元划分方案.提取每个单元流域内的地形地貌参数,将伽马分布地貌瞬时单位线应用在各单元流域上,从而构建了分布式地貌瞬时单位线.同时,选取了闽江建阳流域作为研究区域,耦合蓄满产流模型模拟历史洪水过程从而进行方法的应用和验证.结果表明:各单元间的地貌瞬时单位线存在明显区别,单元间汇流特性差异显著.由1988～1999年25场洪水的模拟结果显示,径流深相对误差的绝对值小于20%的有23场,峰现时差在2 h以内的有20场,洪峰模拟效果最好,25场洪水均满足许可误差要求,且误差平均值为3.5%,确定性系数的平均值为0.844,最高可以达到0.962.综上表明,本文所提的单元划分方法合理且可行,能够很好地适用在无资料地区的洪水预报问题上.     

基于模糊聚类和BP神经网络的流域洪水分类预报研究

传统的流域洪水预报大都通过率定一组水文模型参数来寻求一个流域径流形成的一般性或平均化规律,其预报精度需要进一步提高.用模糊聚类ISODATA迭代模型将历史洪水分为若干类型,进行水文预报模型参数的分类调试;并建立BP神经网络分类模型判断实时洪水所属类别,选择其相应类别的模型参数实现流域洪水的分类预报.在辽宁省大伙房水库流域的实际应用表明:此方法不但可以实现洪水实时在线分类而且提高了流域整体洪水预报精度,是一种为水库实时调度提供可靠依据的有效洪水预报方法.     

城市非恒定无压雨水管流流量演算方法分析

分析了马斯京根法、瞬时单位线法、水动力学方法(动力波、扩散波和运动波演算模型),并将其应用城市非恒定无压雨水管流流量演算;通过雨水管道室内实验和演算方法对比得出:马斯京根法计算更加简单,可在资料条件不好,精度要求较高时,用于城市雨水管道的流量演算;瞬时单位线法对于城市雨水管道的演算具有不稳定性,在资料条件不好,精度要求一般时,可用于雨水管道的实际流量演;动力波计算精度较高,可适应于各种管道坡度和入流条件.在资料条件好,精度要求高时,可用于城市雨水管道的流量演算;扩散波与运动波计算比动力波简单,在资料条件好,精度要求一般的情况下,可用于城市雨水管道的实际模拟计算.     

双变量耦合模型在水文预报中的应用

为了解决潮汐河段的水流演算问题以及现有的河道水流演算模型只能模拟某一特定变量的问题,对双变量耦合模型进行参数概化,并选取全国范围内来源于不同水系的19个河段汛期作为洪水资料进行验证,将计算结果与马斯京根法进行比较,双变量耦合模型的确定性系数更高,模拟过程与实际水流过程的拟合程度更好,模拟精度较高.应用于实际流域后表明该方法可有效提高洪水预报精度.     

频率计算中推求统计参数的一种新方法

提出了在洪水频率计算时适线法中最小二乘方的一种新的求解方法。并对其特性进行分析。该方法具有略去了绘制频率曲线的繁杂过程，而且保证了较高的计算精度，可实现计算机自力求解统计参数，计算手段十分方便。     

基于主成分分析的系统聚类分析方法在洪水预报中的应用

在洪水预报中,对历史信息的分析和利用可以有效地提高洪水预报的精度,而如何从这些历史信息中获取有效信息是一个关键问题.对此,将主成分分析与系统聚类分析方法结合应用于洪水预报,首先应用主成分分析方法,从历史洪水资料中提取有效独立的信息,以避免洪水聚类时因指标间的相关性而对分类结果造成影响,然后根据这些信息,再应用系统聚类分析方法对历史洪水进行分类,并对各类洪水分别率定出一组模型参数,这样对于即将发生的洪水,采用其所属类的模型参数进行预报.应用于实际流域后结果表明,上述方法能够有效提高洪水预报精度.     

浮体锚泊系统计算分析

利用数值方法研究了锚泊浮体在风、浪、流联合作用下的运动响应和锚链线张力变化规律.采用的数学模型主要包括三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型.在数值计算中,分别采用有限差分法和频域格林函数法求解三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型得到锚泊系统的总体刚度和浮体的水动力参数,据此求解锚泊浮体运动方程,得到锚泊浮体的运动响应和锚链线上的张力变化.对一锚泊半潜式海洋平台的实际校核应用证明,本方法可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.     

随机模拟中模型与参数不确定性影响的分析

以长江支流乌江武隆站所建立的洪水随机模型为原型,应用统计试验方法初步研究了随机模拟中模型及参数不确定性对推求设计防洪库容精度的影响,所考虑的模型有解集模型及季节性ＡＲ（Ｉ）模型,模型参数估计有矩法及概率重矩法,样本容量ｎ＝３０,１００两种,设计防加容精度采用不偏性及有效性两种指标,根据１６个试验方案结果,对不同的模型、参数估计方法及样本容量对设计防洪库容精度的影响作了分析,得出一些初步结论。     

中期数值降雨预报在汛限水位动态控制中应用研究

定义中期数值降雨预报最大可利用预见期、最大可利用预见量和实时预见期折减系数3个参数,对中期数值降雨预报信息进行预处理,且给出评估中期预报精度的指标以及指标的求解方法;然后利用上述3个参数,对汛限水位实时动态控制相对安全期进行定义,进而提出利用中期预报进行汛限水位动态控制的实时相对安全期法.对该方法风险分析过程就是对上述3个参数的优选过程.基于此,分别定义评估风险、风险效益以及调度决策者承受风险能力的指标,建立控制风险在决策者承受能力内而追求风险效益最大的风险分析模型,即参数优选模型.浑江上游桓仁-回龙库群试用结果表明,经济效益显著.