不同基流分割方法在秦淮河流域的应用

基流可以反映流域地下水的变化过程,是研究流域水量平衡、地下水对气候变化与人类活动响应及预测的关键因子,因此选择合适的基流分离方法对研究流域内地下水变化特征有着重要的意义.本文基于秦淮河流域武定门闸实测逐日流量数据,选用数字滤波法、基流指数法(BFI)和HYSEP法3类6种基流分割法对流量的基流部分进行了分离.结果表明:6种方法均可以实现对基流的自动分割,方法较为简便,可以克服人工法的主观性,但是得到的基流过程线却有一定差异.HYSEP法中固定步长法和滑动步长法分割出的基流过程基本没有反映出汛期径流随地下水流动过程消退的现象,与径流曲线的变化情况对应较差;BFI法虽能够实现对地下径流的自动分割,但是不能很好地反映真实的产汇流规律;而数字滤波法和局部最小值法得到的基流过程线更为平滑,更加符合水文气象学中降雨-径流在流域汇流时的阻尼和迟滞效应.总之,从极值比、变幅和基流过程变化而言,数字滤波法标准差较小,分割结果较为稳定,且其基流分割过程线更加合理,是6种方法中较为可靠的分割方法,更适用于秦淮河流域的基流分割.运用数字滤波法对秦淮河流域近十年基流进行分析,结果表明,流域的年基流指数均大于0.35且呈现增长趋势.     

基于数字滤波法的拒马河基流分割及演变规律研究

以大清河流域拒马河为研究对象,基于紫荆关水文站1950—2016年的日径流数据,采用改进退水常数后数字滤波法中的Chapman-Maxwell法,对拒马河径流过程进行基流分割,并对拒马河丰、平、枯年基流变化特征进行分析. 结果表明:1)使用改进后退水常数（α=0.993）比以往经验所得退水常数（α=0.925）计算的基流量变化特征更稳定;2)基流与径流均呈减小突变,基流突变时间略早于径流突变时间,突变前后基流变化幅度小于径流变化幅度;3)丰、平、枯不同水平年基流对径流的贡献率分别达到35.80%、42.51%、52.20%,丰水年基流贡献率最小,枯水年基流是径流的主要补给源. 研究结果可为保障河道生态基流及应对气候变化对河道生态系统的影响提供理论和技术支撑.      

结合退水曲线的数字滤波基流分割方法

基流分割在水文、水资源及水生态环境等领域有重要作用。该文在比较几种常用的基流分割方法的基础上,提出结合退水曲线的数字滤波基流分割方法,解决数字滤波方法参数不确定的问题,并在中国怒江流域应用。结果表明:数字滤波方法相对基流指数法(baseflow index,BFI)和时间步长法(hydrograph separation program,HYSEP)能够得到平滑的基流过程,但是其对参数敏感;通过对退水曲线分析可以确定数字滤波参数,并得到合理的基流过程。这种结合退水曲线的数字滤波基流分割方法在怒江流域的应用表明:怒江流域5个水文站多年平均基流指数在0.39~0.55之间,基流指数的年际变化较小。     

济南市南部山区汛期的基流量变化

根据济南市南部山区卧虎山水库的日入库流量数据和卧虎山流域的降雨资料,利用数字滤波法对南部山区汛期径流进行基流分割。研究发现:不同年份的主汛期出现时间、年内基流量的变化不同;年际基流量相差悬殊;径流与基流的相关系数R值分别为0.75、0.83和0.78,呈现中度正相关关系;降雨量大时基流指数小,反之则大,表明基流指数与降雨量存在负相关关系。     

莒县沭河不同时段径流序列的基流分割方法

将山东省莒县沭河流域作为研究对象,以日径流序列分割所得的基流量为基准,研究在周径流序列、月径流序列的条件下基流分割方法的适用性,并进行了验证。结果表明,在莒县沭河流域内,Lyne-Hollick滤波法在周径流序列、月径流序列的基流分割上同样适用;在周径流序列分割时较为合适的滤波次数为3,滤波系数约为0.76;在月径流序列分割时较为合适的滤波次数为2,滤波系数约为0.71,且当利用Lyne-Hollick滤波法对周、月径流序列进行基流分割时,与丰水年相比,平水年和枯水年分割结果与日基流分割结果更为接近。     

递归数字滤波法在嫩江流域地下径流分割中的应用

根据嫩江干流尼尔基水文站1955—1973年天然日径流资料,采用Eckhardt递归数字滤波算法进行地下径流分割计算.在径流分割过程中,对于滤波方程主要参数最大地下径流指数IGF,max的率定,本文首次提出了滑动最小值试算法.计算结果表明:嫩江流域尼尔基水文站地下径流指数IGF约为0.66,其中枯水期IGF约为0.88,丰水期IGF约为0.64.     

地下径流退水过程规律

地下径流退水过程是水文过程的重要组成部分.选择滦河水系2个子流域(柳河流域和瀑河流域)的几场地下径流的退水过程,通过图形分析初步确定了2个子流域地下径流的退水规律,计算了地下径流的退水常数.并通过模型模拟的方法计算了模型模拟的误差,比较了几种模型模拟结果的优劣.结果表明,柳河流域地下径流服从指数退水规律,瀑河流域地下径流服从线性水库退水规律,且不同的降雨类型对应的退水常数不同.研究流域的地下径流退水过程,可为流域洪水过程的基流分割和地下径流的汇流计算提供依据.     

洮儿河流域径流事件对降水的响应研究

以洮儿河流域为研究对象,选取洮南水文站1960—2016年日径流数据,采用改进退水系数后的Chapman-Maxwell法对流域日径流进行基流分割,并在分离径流事件的基础上,探究径流事件对降水的响应规律．结果表明:洮儿河流域降水、径流与基流均呈现下降趋势,且径流、基流与降水均检测到减小突变;基流维持径流过程的连续性,基于日径流序列,共分离出72次径流事件,均由多次降水导致,降水总量显著影响最大径流、最大基流;受土壤含水量和流域储水量等因素影响,径流对降水的响应具有明显的阈值特征．因此,在气候变化、人为干扰等不确定因素影响下,深入理解水文过程动态变化与生态性能指标之间的内在联系,有助于河流生态的保护和恢复．本文研究结果可加深不同流域产流机制和径流对降水响应的理解,为维持河道生态系统健康提供一定理论依据和实践参照．      

基于多种水文学法的生态基流计算

基于西江大湟江口站1960—2017年逐日流量数据,运用Mann-Kendall等3种突变点检验方法将该站流量序列划分为人类活动干扰前（1960—1991年）和干扰后（1992—2017年）2个时段．以干扰前流量序列为基础,采用Tennant、NGPRP等6种水文学方法对该河段逐月生态基流进行计算,并与相关研究中基于该河段鱼类产卵期生境模拟计算结果进行比较,分析结果表明NGPRP法在该河段适用性更强．将NGPRP法计算所得各月生态基流值作为基准,分析比较干扰前后河段生态基流保证程度,分析结果表明干扰后9—11月生态基流保证程度有所下降,其余月份均有所提高,但由于西江规划水利设施较多,河流生态环境保护工作仍面临一定挑战．本研究为计算该河段生态基流筛选、确定适用程度较高的水文学计算方法,以及为该河段生态基流计算提供一定参考,并据此对该河段干扰前后生态基流保证程度进行分析,其结果可以为该河段生态保护和评估工作提供技术支撑．      

西柳沟流域基流变化特征分析

基流是枯水期河川径流的主要来源,可以反映流域地下水的变化过程,是研究流域水量平衡、地下水对气候变化与人类活动响应及预测的关键因子,对干旱内流河流域水文模拟和水资源开发利用至关重要.本文基于1981～1990年及2006～2015年西柳沟龙头拐水文站的实测径流资料,采用递归数字滤波法对西柳沟的流量过程进行了基流分割并计算其基流指数BFI值(Base-flow Index).在此基础上,分别以年、季度及月为单位,分析了基流量和BFI值的变化规律.研究表明,1981～1990年的平均基流量为7. 8mm,BFI值为0. 355. 2006～2015年平均基流量为6. 2mm,年平均BFI值为0. 517,相比1981～1990年增加了47. 2%.春、夏、秋、冬4个季节基流量整体均呈下降趋势且均通过了Mann-Kendall(M-K)突变检验,而BFI值整体呈现上升趋势,除夏季外,均超过了95%显著性水平检验,表明其上升趋势显著.除1月和6月外,其余各个月份的基流量均呈下降趋势,且除5月、8月和9月外,下降趋势明显;对BFI值而言,除12月份BFI值变化比较平缓,2月、9月和11月上升趋势不显著外,其余各个月份均呈显著的下降趋势.     

有限状态机实现数字滤波问题的研究

用有限状态机实现数字滤波是数字滤波器设计的一种新方法,它消除了其他设计方法中普遍存在的有限字长效应问题,因而具有很好的稳定性。本文研究了用有限状态机实现数字滤波系统中的系统稳定性、系统的表达、硬件实现以及软件设计等问题。     

降雨空间插值方法及在清江流域的应用

将普通克里格法、协同克里格法和反距离加权法3种空间插值方法应用于清江流域的降雨空间插值,比较了它们的应用效果,并分析了它们插值效果不同的原因.其中协同克里格法在应用时考虑了海拔高度对降雨量插值结果的影响.结果表明,两种克里格方法的插值结果的误差要远远小于反距离加权法,并且插值所得到的等雨量线更光滑.对于两种克里格方法,协同克里格法要优于普通克里格法,前者比后者的MAE值要小10%.反距离加权法明显不如两种克里格法的原因是该方法不能准确反映相邻站点的空间依赖关系.而协同克里格法优于普通克里格法是因为协同克里格插值法考虑到了地形对降雨量的影响,因而更适用于清江流域这样的山地流域.     

统一的固定区间最优白噪声平滑器

基于 Kalman 滤波,对带相关噪声系统提出了统一的固定区间最优白噪声平滑器,它们由固定区间输入白噪声平滑器和观测白噪声平滑器组成,可应用于石油地震勘探信号处理。一个Bernoulli-Gaussian 白噪声的仿真例子说明了它们的有效性。     

自适应滤波器仿真设计

自适应滤波器能够在没有任何关于信号和噪声的先知的条件下,达到最优滤波的目的。根据自适应滤波的原理,该文的自适应算法主要分析了易于实现的最小均方差算法。为了满足自适应滤波的实时性要求,文章论述了基于数字信号处理器的自适应滤波器系统的设计。仿真结果表明,自适应滤波器滤波效果优越。     

反射波数字处理技术在基桩无损检测中的应用

本文通过对基桩无损检测的反射波时域波形分析,应用频谱分析、数字滤波、相关分析、三瞬计算等数字处理方法,配合进行基桩质量检测,结果发现反射波数字处理技术是提高解释精度的有效方法,对工程验桩有指导意义.     

结构参数识别中的数字滤波

时间序列分析法已成功地用于结构的参数识别。本文所应用的数字滤波技术可使响应采样序列中高阶的信息消除，以便降低ＡＲＭＡＶ模型的阶数而克服拟合其参数时出现的困难。 文中指出了如何选择合适的滤波器，由模拟的向离散的滤波器的转换方法，以及消除其相位失真的逆置方法． 最后给出了应用滤波技术的时间序列法参数识别的仿真实例和实验实例。     

利用零相位数字滤波器检测EEG睡眠纺锤波

脑电信号是极其复杂的非平稳信号，能否有效地辨识出EEG中所包含的各种成分或者得到判断某种病理特征所需要的成分，对于发挥EEG的最大作用具有重要的临床意义。系统的相移可以改变输入信息中各分量之间的相对相位关系，因此即使系统的增益对所有频率都为常数的情况下，也有可能在输入的时域特性上产生很大的变化。讨论了FRR与RRF数字滤波方法及其实现。利用该方法可以使系统具有零相位特性，实现脑电信号的零相位失真滤波。根据睡眠纺锤波的定义，利用零相位数字滤波器，直接在时域中检测睡眠纺锤波，得到了较好的检测结果。     

基于Matlab大雾天气下图像清晰化研究

本文主要针对雾天情况下获取的降质灰度图像进行研究,通过MATLAB对数字图像进行处理,建立衰减模型,运用维纳滤波、逆滤波这两种方法来实现灰度图像的清晰化处理。并对这两种方法得到的结果进行了比较分析。同时,在维纳滤波的基础上,本文还增加了中值滤波、平滑滤波两种滤波增强方式对恢复图像进行再处理,实验结果表明,维纳滤波的效果要比逆滤波好得多,而增加了中值滤波和平滑滤波的维纳滤波实现了平滑去噪,恢复图像更接近原图。     

Optimal Nonlinear Filter for INS Alignment

IntroductionKalman filtering(KF) is a popular tool for solvingestimation problems,but its optimality heavilydepends on the model linearity.Although KF canbe extended to extended Kalman filtering(EKF)for nonlinear systems,its performance relies onand is limited by the model linearization. Forhighly nonlinear systems,linearization may causevery large model errors that may even result indivergence of the filtering process. Despite themany papers on nonlinear filtering theory,theimplementation…     

可变限幅滤波方法的参数分析与改进

针对可变限幅滤波方法,通过与常见数字滤波方法的频域和时域分析对比,证实了其优良性能。从频域和时域角度研究了其参数对截止频率和噪声衰减的影响,分析了其参数的设定原则和对信号真值跟踪性能的影响,提出了结合可变限幅滤波方法和一阶低通滤波方法的改进方法。在煤气化过程的煤粉质量流量滤波上获得了应用,证明了该方法的可实现性和有效性。