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.     

平滑最小值法与数字滤波法在流域径流分割中的应用比较

将平滑最小值法和2种数字滤波法应用于三峡水库的日入库流量的基流分割,比较了3种方法的基流分割效果.结果表明,数字滤波法优于平滑最小值法,所得的地下径流更平滑,更符合流量过程线退水段的物理规律;拥有2个参数的数字滤波器对总径流序列的高频信号的平滑作用要优于拥有1个参数的数字滤波器,所获得的地下径流序列更为稳定,变化性小,更适用于三峡大坝坝址以上的大流域的基流分割.     

基于LMBP算法的崇阳溪流域降雨径流预报模型研究

采用泰森多边形法对流域进行划分,分别确定崇阳溪上游流域6个雨量站控制子流域的面积权重.选择1997至2014年的14场流域降雨径流过程为训练样本,以上游6个雨量站的时段雨量和武夷山水文站前期流量为输入,武夷山水文站相应流量为输出,采用3层网络,其中隐含层节点数采用试算法确定,建立崇阳溪上游流域LMBP神经网络降雨径流预报模型.利用余下的7场降雨径流过程对模型进行检验,结果表明,模型运算速度快、时效性好,预报精度符合要求,可以用于流域的降雨径流预报.     

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。     

幼发拉底河生态径流计算

根据生态径流的概念和计算方法,利用幼发拉底河流域上的3个代表水文站在流域大规模建坝前的流量资料,计算了各个站点的最小生态径流和适宜生态径流,提出了幼发拉底河维持河流生态健康所需的生态径流量.     

基于ASBCS算法的混合Copula邻近水文站年径流量预测

首先对标准的布谷鸟搜索算法(CS)进行改进,提出了自适应搜索平衡布谷鸟搜索算法(ASBCS).其次利用ASBCS算法对混合Copula函数进行参数寻优,建立了基于混合Copula函数的邻近水文站年径流预测模型.最后对模型进行了性能分析和实验验证,结果表明:(1)ASBCS算法在收敛速度和精度方面均优于标准CS算法;(2)当以汉口水文站的年径流量为自变量来预测宜昌水文站的年径流量时,基于ASBCS算法的混合Copula函数比三个单一的Copula函数的预测精度高.     

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.      

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.     

基于滤波器阵列和小波域图割的纹理分割

针对图割法计算代价高并难以应用于纹理分割的问题,提出了一种基于滤波器阵列和小波域图割的纹理分割算法.首先对图像进行多层小波分解;然后在子带图像中使用构建的滤波器阵列提取图像的纹理特征,采用texton直方图作为纹理的统计模型,并采用直方图差计算像素点间的纹理相似度;最后根据子带图像计算虚拟尺度图的权值矩阵,构建关联范围递增的多尺度图结构,并根据规范割准则计算纹理的分割.分割结果表明:该算法在获得稳定和准确的纹理分割的同时能够将原始规范割指数时间复杂度压缩为线性时间复杂度,并能够计算大尺寸的图像分割.     

河流径流雷达卫星遥感监测系统的设计与实现

河流是人类重要的用水来源,同时也是地球水循环的重要组成部分.目前的河流监测方法大多采用水文站监测方式,但在恶劣环境下监测仪器易损坏,导致水文站测量数据的缺失.雷达技术具有全天时、全天候对地观测能力,不易受到环境干扰.本系统基于雷达高度计和SAR(Synthetic Aperture Radar)遥感技术,实现了河流宽度、水位及径流等参数的计算功能.本系统的推广应用能够为河流径流监测工作提供更好的技术支撑.     

缺资料地区设计径流插补方法对比分析研究

以南水北调西线第一期工程坝址年径流分析计算为例,结合近20年来西线调水工程引水地区坝址径流量计算的经验与问题,就利用月径流资料相关,径流面积指数、分布式水文模型模拟计算等3种计算方法插补的引水区坝址径流成果进行对比和取舍。实践经验表明,增设坝址专用水文站是提高计算成果质量的重要前提。但是,鉴于水文资料积累往往赶不上工程建设进展要求。为此,在利用坝址下游已有较长观测记录的常规水文资料及短暂坝址专用站水文资料所进行的常规方法计算时,还需结合区域雨量资料及地理信息系统所开展的分布式水文模型等研究,进行多方法对比,并进行综合分析、取舍,以获取较客观、可靠的计算成果。     

SCA-SVM模型在年径流丰枯识别中的应用

通过4个典型测试函数对一种新型全局优化算法——正弦余弦算法(SCA)进行仿真验证,仿真结果与粒子群优化(PSO)算法、模拟退火算法(SA)、布谷鸟搜索(CS)算法和人工蜂群算法(ABC)进行对比.利用SCA搜寻SVM最佳学习参数,提出SCA-SVM年径流丰枯识别模型.以龙潭寨水文站为例进行实例研究,利用月径流序列均值及标准差构建月径流分类标准,并基于该分类标准构造样本对SCA-SVM模型进行训练及检验,利用训练好的SLC-SVM模型对实例年径流丰枯进行识别.结果表明:SCA算法寻优精度远优于SA、CS、PSO和ABC算法,具有调节参数少、收敛速度快、寻优精度高和全局寻优能力强等特点;SCA-SVM模型对训练及检验样本的识别率均为100%,具有较好的识别效果和精度.     

基于融雪TOPMODEL模型对玛纳斯河流域径流的模拟

冰川融雪是玛纳斯河流域径流形成的主要组成部分,为反映流域的实际情况,需考虑融雪的计算。本文采用基于融雪的TOPMODEL模型模拟玛纳斯河流域的日降雨径流过程,为克服传统度-日法所忽略掉的太阳辐射等因素,运用考虑辐射因素的温度指标法计算融雪量,模型中的地形指数统计曲线由几何锥面内切圆算法得出,并采用GLUE法分析模型参数的不确定性。模拟结果表明:地形指数在中高山区分布比较密集,降雨发生时更易产生径流;改进的温度指标法计算的确定性系数较好。说明利用改进后的融雪量算法耦合模型更适合玛纳斯河山区的日径流模拟,融雪量算法的改进不仅使模型在干旱区流域有一定的适用性,对TOPMODEL模型精度的提高具有参考价值。     

镇江城市道路雨水径流污染预测

以模拟平均偏差为比较标准,采用单纯形算法和基因算法,优化模型参数,得到了6种雨水径流污染模型参数和模型拟合的平均偏差,比较了基于污染物累积和冲刷过程建立的这6种雨水径流污染模型在镇江道路路面雨水径流污染模拟方面适用性．计算表明,不同方法所得结果相近,平均相对偏差约为10％．     

基于粒子群算法优化支持向量机的延河流域水沙模拟

对标准粒子群算法进行了简化,并基于简化的算法给出了混沌粒子群算法的优化支持向量机算法.基于延河流域甘谷驿水文站1954—1992年的实测年径流和输沙数据、1992—1995实测月径流和输沙数据,利用该算法和常用的几种粒子群支持向量机算法、误差后向传播神经网络算法预测了1993—1997年期间的年径流量和输沙量、1996年的月径流和输沙量.几种算法的预测结果和实测数据进行了比较,通过相对误差、平均相对误差、均方根误差、一致性指标和有效系数等参数,比较了不同算法的预测效果.结果表明,支持向量机算法模拟效果优于神经网络算法,本文提出的基于改进粒子群算法的支持向量机算法的预测效果更好,可用于流域的径流和输沙量的模拟和预报.     

变化环境下乌伦古河径流序列变异特征诊断

研究变化环境下干旱区内陆河流以径流为主要指征的水文循环过程及其变化,对于认知水文机理,应对径流变化意义重大。选取乌伦古河二台水文站1959~2015年57年长系列实测月径流资料,采用年内分配完全调节系数C_r、年内分配不均匀系数C_n、相对变化幅度Cm、集中度Cd、集中期D、年际(年代际)径流均值、最大流量、最小流量、年际极值比以及C_v等多指标,运用Mann-Kendall法、累积距平法、R/S法等多方法,在揭示叶尔羌河径流长期演变规律基础上,采用非线性分析方法——启发式分割算法进行径流序列的变异特征诊断,并进行归因分析。结果显示:(1)乌伦古河径流受冰川融水影响年内分布呈"单峰型",主要集中于夏季5~8月,占年径流总量的70%,反映年内分配特征的各指标,如C_r、C_n、C_m、C_d和D,均呈下降趋势,特别是进入2000年后下降趋势较为明显,其中,C_r、C_d和D指标下降趋势显著,表明径流序列年内分配特征趋于均匀化;(2)乌伦古河径流序列年际变化趋势呈减少趋势,减少趋势不显著,且呈负持续性(Hurst=0.35),具有两个明显的丰枯交替周期,即1961~1973年及1974~1994年;(3)针对传统检验方法——Mann-Kendall法诊断乌伦古河二台站长系列(1959~2015年)径流突变点时出现多个虚假变异点的缺陷,采用非线性方法——启发式分割算法(BG法)诊断乌伦古河二台水文站长系列(1959~2015年)径流序列变异点,得出乌伦古河径流序列变异点为1962年。成果有助于了解变化环境下流域尺度的水文过程演变和水文响应规律,指导流域水资源规划与管理。     

雅鲁藏布江奴下水文站以上流域水文过程及其对气候变化的响应

以雅鲁藏布江奴下水文站以上流域为研究对象,针对缺资料流域的水文计算和预测问题,采用流域水文模型THREW,用地面气象观测、遥感植被覆盖和积雪面积等资料,基于断面水文监测数据对模型进行率定,应用CMIP5数据对径流演变进行预估。结果表明:对于雅鲁藏布江奴下水文站以上流域,THREW模型对1991—1995年率定期月径流模拟的纳什效率系数为0.75,对1996—2000年验证期月径流模拟的纳什效率系数为0.76;IPCC AR5所设置在CO2排放量最大的情况下,径流明显增加。     

降雨径流系列的一致性分析

以吉林省平原区十屋水文站降雨径流系列为例,进行了降雨径流特性的分析,内容包括降雨径流双累积曲线的特性分析、年径流系数的变化过程分析、秩和检验等.     

水电站运行影响下红水河下游水文情势分析

针对大型水电站建成运行对红水河下游径流的影响,基于红水河下游迁江水文站1952年~2014年的实测的日径流资料,采用线性倾向估计法分析径流量的年变化特征,Mann-Kendall统计检验法分析年径流量趋势变化的显著性和径流的年突变特征;采用变动范围法计算迁江水文站的水文变异情况,并结合龙滩水电站调度运行关联分析其影响程度。分析结果表明:迁江水文站年均流量总体呈减少趋势;迁江水文站的水文情势的综合改变度为68.04%,32个IHA指标中有16个发生高度改变。     

一种新型图像颜色量化算法及其实现

针对针织纹织提花、印染以及陶瓷印花等图案设计系统的需求 ,提出了一种新型的基于直方图约化方法的自动分割图像颜色的算法 .本算法根据预置的颜色种类 ,计算图像的直方图 ,通过直方图的约化、磨光 ,进行分色处理 ,可自动确定图像的中心色及分割限 ,准确地归并图像颜色 .此算法可适用于黑白或彩色图案的处理