预估水文要素长期变化的分解式模型适用性初探

1 引言水文要素的长期预估在水资源开发利用中具有重要的意义,它通常包含确定性和随机性两种成分.所谓分解式模型,就是将其中的确定性成分逐步分解过滤出来,最后剩下的作平稳随机项处理.目前已有的分解式模型是加法模型、乘法模型和混合模型.本文仅初步讨论加法模型对我国南北方若干地区水文要素长期预估的适用性.     

两种实用的洪灾损失频率分析方法

为了提高洪灾损失频率分析方法的计算精度、速度和可操作性,利用基于信息扩散理论的风险分析方法和基于实数编码的遗传算法确定参数估计的频率分析法(PⅢ曲线)对洪灾损失频率进行分析,前者弥补了观测样本信息不足的缺陷,而后者克服了传统配线法精度低的缺点,体现了遗传算法的全局寻优能力.实例证明,这两种方法思路清晰,操作简单、通用性强、速度快、精度高,对防洪减灾均具有较好的指导作用.并可推广到其它灾情的风险分析,如气象、地震等.     

逾渗模型阈值附近的非线性特性

逾渗阈值附近非线性的特性有着极大的探索空间，文中对不同孔隙通道联结率下的逾渗规律进行了分析.在渗流阈值附近，一些新的现象在模拟中被发现：（1）其压力分布类似自然流域地形分布，而全部联通时压力分布类似平缓的斜坡；（2）流体微团的扩散特性受结构影响很大，逾渗阈值附近流体微团的穿越时间分布有一个非常长的拖尾.结构上的自相似性使扩散过程也表现出标度特性（自相似性），在看似随机的扩散过程中，蕴含了一定的“秩序”；（3）扩散密度函数具有不同空间尺度上的自相似特征，非常类似大自然中1/f 噪声和多重分形时间序列.     

宁夏银北灌区水资源优化配置模型及应用

以宁夏银北灌区为例,基于大系统分解协调原理建立了地表水地下水联合运用的递阶优化模型.子系统优化模型采用增量动态规划法求解,协调层利用目标协调法和关联预估法实现全局最优,获得不同约束方案下的时段最优引黄水量、井灌水量、井排水量和运行费用.所建模型及求解方法弥补了以往水资源配置模型只考虑地下水垂向运动,忽略水平运动的不足, 改善了模型的仿真性和决策的可靠性.     

基于运动波数值扩散的洪水演算方法

基于运动波方程差分解的数值扩散在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的新途径,对马斯京根-康吉洪水演算方法和具有预见期的洪水演算方法进行了分析,给出了方法的稳定性条例。对两条天然河道的应用表明,洪峰流量、峰现时间和过程线等的预报精度均达到了《水文情报预报规范》的要求。     

土壤下渗问题的格子玻尔兹曼模拟

将一种新的格子玻尔兹曼模型(简称LB模型)应用于土壤水流下渗过程的探讨.在恰当的时间和空间多尺度化方案基础上,给出了Richards下渗方程的LB模型所对应的宏观量和平衡态分布函数形式.通过对扩散方程和线性Richards方程的分析,LB模型的模拟结果与分析解相吻合,并详细探讨了弛豫系数、网格步长和时间步长等参数对计算误差的影响.与Philips解的比较表明,该LB模型可成功应用于非线性Richards下渗方程的求解,并在计算稳定性和处理非线性等方面展现出很好的优点.     

扩散波和线性扩散模型解析解的应用

洪水演算的扩散模型不同于熟知的概念性模型和"黑箱"模型,由于它的基础是由忽略惯性项的圣维南(St. Venant)方程组所导得的扩散波方程,因而具有明确的物理意义.本文首先讨论了扩散波的衰减特性和洪峰衰减量的近似计算公式.其次讨论了扩散系数与特征河长的关系,给出了没有回水影响时线性扩散模型的计算方法.文中提供的三个算例表明,当按特征河长确定扩散系数时,线性扩散模型可用于水文实践.最后本文还对线性马斯京干模型、线性特征河长模型和线性扩散模型之间的关系作了初步的理论比较.     

由DEM确定Nash汇流模型的参数

针对推求Nash汇流模型参数的传统方法中需要有足够数量的流域降雨径流资料，而目前在大部分地区并没有足够的水文资料这一情况，提出了一种确定Nash模型参数的新方法．首先由DEM提取地形地貌参数，然后推算Nash模型的参数．选择长江三峡沿渡河流域为例进行模拟计算，取得了较好的效果，表明本文方法在实用上是可行的，完全避开了大量降雨径流资料的处理和分析，有助于进一步深化缺少资料情况下汇流计算方法的研究．     

河道洪水演算的径向基函数神经网络模型

将径向基函数神经网络方法应用于河道洪水演算中，并利用最小二乘法来确定模型参数。结合河道洪水演算的具体方式，分别构建基于马斯京根方法和具有预见期的洪水演算方法的径向基函数神经网络模型。将该模型应用于两条天然河道的洪水演算中，计算结果表明，该模型运算快速，精度较高，具有较大的应用价值。