基于人工神经网络的黄河下游枯季径流预测研究

通过分析黄河下游枯季径流的影响因素,主要为花园口水文站径流量和下游的引黄量这两个因子,花园口水文站径流量和下游的引黄量可作为输入层中的影响因子,下游利津站的流量作为输出层,应用多层前向人工神经网络理论,构造四套枯季径流实时预测的BP神经网络模型,使用花园口、利津水文站26年的完整序列测流资料训练和检验网络并用于预测。     

引黄灌区地下水漏斗的综合治理-以位山灌区为倒

位山黄灌区下游由于地表水资源不足，地下水强烈开采，已形成大面积的漏斗区．为了该区域水资源的持续利用，应对该区域水资源施行统一管理、地下水的合理调控、节约用水、防治水污染和建立地下水监测网络等措施．     

“双碳”约束下黄河下游生态效率测度与时空演变分析

黄河下游经济与生态的协调发展对于区域高质量发展至关重要，以黄河下游22个地级市为研究对象，选取2000年、2006年、2012年和2017年4年相关数据，将碳排放作为非期望产出，运用超效率SBM模型对黄河下游生态效率进行测度，同时从投入产出角度尝试探讨研究区生态效率损失的成因，最后结合Malmqusit指数及其分解指标对生态效率进行了动态分析。结果表明：1)黄河下游生态效率整体呈现波动中缓慢下降趋势，但下降幅度不大，研究期内生态效率值处于超高水平的城市呈递减趋势，在研究期末下游城市的生态效率水平分化较为明显；2)造成黄河下游城市生态效率损失的原因主要在于投入要素和非期望产出要素的冗余率过高，投入要素的冗余主要在于用水、用电量较高，非期望产出要素的冗余主要在于“三废”的排放；3)4个研究年份，技术进步、纯技术效率与规模效率对于黄河下游生态效率产生了影响。     

黄河下游平滩流量驱动与响应模型

为研究冲积河流平滩流量的变化规律,以黄河下游1950—2007年实测水沙及平滩流量数据为基础,根据量纲和谐原理,建立了反映冲积性河流河床演变规律的驱动与响应模型。对驱动与响应模型中水沙驱动力进行了小波分解;通过小波方差求极值的方法,确定了水沙驱动力的主要时间尺度;并利用主要时间尺度下对应的周期函数代替了驱动与响应模型中的水沙驱动力。进而通过积分运算得出平滩流量驱动与响应模型的解析解。结果表明:黄河下游水沙驱动力具有4—5a和19—20a主要时间尺度;应用到黄河下游5个主要测站具有较好的计算结果。     

引黄灌区地下水漏斗的综合治理--以位山灌区为例

位山黄灌区下游由于地表水资源不足,地下水强烈开采,已形成大面积的漏斗区.为了该区域水资源的持续利用,应对该区域水资源施行统一管理、地下水的合理调控、节约用水、防治水污染和建立地下水监测网络等措施.     

塔里木河下游数字地下水埋深模型的构建

根据数字地面模型的概念,利用航空拍摄的地面高程数据和地下水观测孔观测得到的地下水水位数据,建立了塔里木河下游地区的数字高程模型和数字地下水水位模型,并在这两个数字模型的基础上得到了塔里木河下游的数字地下水埋深模型．从数字地下水埋深模型获得的地下水埋深分布状况可知,地下水埋深大于10m的面积占统计面积的65％．     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置.同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置,同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区的水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

基于Modflow和ARIMA 模型的峰峰矿区岩溶地下水模拟及预测

为科学有效地了解峰峰矿区岩溶地下水的均衡状态和用水规划实施后未来(2018～2025年)地下水动态变化,通过构建地下水流数值模型(visual modflow模拟程序)和ARIMA降水量预测模型(R语言软件),对研究区岩溶地下水资源量和水位动态变化进行模拟和预测。结果表明,现状开采条件下,峰峰矿区岩溶地下水多年平均补给量为8 726. 62万m~3/a,排泄量为8 937. 96万m~3/a,均衡差为-211. 34万m~3/a,处于负均衡状态。随着矿区用水规划的实施和用水结构的调整,预测2018～2025年岩溶地下水位将呈小幅度波动上升趋势,降落漏斗范围明显缩小。研究成果可为峰峰矿区地下水资源的合理开发利用提供依据和参考。     

基于混沌优化GMDH网络的灌区地下水水位预测

为预测灌区地下水水位,提出了一种基于混沌优化的GMDH网络预测方法,该方法利用混沌优化算法全局搜索GMDH网络的初始权值,并利用优化后的GMDH网络建立预测模型对灌区地下水埋深进行预测.算例计算结果表明,该方法能加快GMDH网络结构稳定的速度,预测精度较高,可用于对地下水水位的预测.     

基于信息熵的河床演变分析

采用信息熵的理论与方法,引入河床演变的指标信息熵和年份信息熵概念,并给出计算公式定量地分析河床演变.选取黄河下游6个河段作为研究区域,利用每个河段1972—2000年影响因素的实测资料计算了各个影响因素对河床演变影响的客观权重和河段年份信息熵.通过对比研究结果可以看出:能够反映组成河岸与河床物质的相对可动性的宽深比对河床演变的权重最大,并且河床边界条件对河床演变的影响大于来水来沙条件;6个河段的年份信息熵的大小,依次是花—夹河段、夹—高河段、高—孙河段、孙—艾河段、艾—泺河段和泺—利河段,表明年份信息熵越大河型越不稳定,年份信息熵越小河型越稳定有序;同时验证了信息熵越大系统越混乱、信息熵越小系统越有序的结论.     

黄河径流量预测的DAMSM模型

黄河径流量的大小对黄河冰凌的开河有重要的影响,利用以往的黄河径流量资料预测未来的黄河径流量的大小对黄河的开河时间预测具有重要的意义。文章利用DAMSM模型,利用1979~1990（n=12）的实测流量资料作为统计样本,留1991~1994的4年流量资料作为独立样本进行试报检验。预报结果与实测结果相比较为吻合,说明利用DAMSM模型做径流量预测是切实可行的。     

基于流量恢复法的黄河下游鱼类生态需水研究

运用流量恢复(the flow restoration methodology)方法研究黄河下游鱼类生态需水,其基本思路是:首先获得所保护鱼类生态习性相关的流量信息,包括水深、流速、水量等.然后建立概念性模型,确定鱼类和特定流量组分之间的联系.在此基础上,确定流量目标,每一个流量目标被赋予一些水力指标,作为获得满足这个目标的环境流量计算的依据.运用水文学、水力学模型确定满足这些流量目标需要的水流条件,包括数量、持续时间、频率和发生时间,给出满足鱼类生长需要的生态流量.最后给出不同水资源管理情景下可接受的鱼类生态需水.     

基于可靠度的黄河下游堤防工程渗流稳定分析

将可靠性理论应用于黄河下游堤防工程的渗流稳定分析,根据与Monte-Carlo方法相结合的有限单元法求解单元堤段渗流稳定的基本原理,基于黄河下游堤防渗透破坏的特点,建立了黄河堤防渗透破坏计算模型,介绍了基于Monte-Carlo方法的有限单元法求解典型堤防断面渗透破坏概率的计算步骤.最后利用基于Monte-Carlo方...     

基于流量恢复法的黄河下游鱼类生态需水研究

运用流量恢复(the flow restoration methodology)方法研究黄河下游鱼类生态需水,其基本思路是:首先获得所保护鱼类生态习性相关的流量信息,包括水深、流速、水量等.然后建立概念性模型,确定鱼类和特定流量组分之间的联系.在此基础上,确定流量目标,每一个流量目标被赋予一些水力指标,作为获得满足这个目标的环境流量计算的依据.运用水文学、水力学模型确定满足这些流量目标需要的水流条件,包括数量、持续时间、频率和发生时间,给出满足鱼类生长需要的生态流量.最后给出不同水资源管理情景下可接受的鱼类生态需水.     

基于组合模型的交通流量预测方法

随着智能交通系统的蓬勃发展,交通控制和交通流诱导成为智能交通系统(ITS)研究的热门问题,而实现交通控制诱导的关键问题是实时准确的短时交通流量预测,预测的精度直接影响交通控制和诱导的效果.为此,提出基于组合模型的交通流量预测方法,该方法将历史趋势模型和多元回归模型加权组合以建立组合预测模型,并利用加权平均的方法,对较精确的预测值赋予较大的权重,从而提高模型预测的精度.通过对2009年上海城市交通流量预测结果的分析,证明该方法可提高预测准确度.     

基于遗传算法优化机器学习模型的地下水潜在性预测

传统机器学习模型在地下水潜在性预测中,未考虑最优因子组合,会对地下水潜在性制图产生不利影响。为此,提出了遗传算法优化支持向量机的地下水潜在性预测方法。以云南省彝良县为研究区,从地形、水文、土壤、地质等方面选取了共15个影响因子;考虑模型性能和影响因子的作用,利用遗传优化算法筛选了包含11个影响因子的最优因子组合;然后使用支持向量机方法构建了地下水潜在性预测模型;最后计算了因子优化前后的模型准确度和受试者工作特性曲线下面积（area under curve,AUC）,并绘制了模型的受试者工作特性（receiver operating characteristic,ROC）曲线和地下水潜在性预测图。结果表明：因子优化前模型的准确度为0.774,验证集AUC为0.789,因子优化后模型的准确度为0.777,验证集AUC为0.806,分别提高了0.003和0.017。可见,所提方法的准确性、可靠性优于传统的支持向量机法,其结果可以为区域水文地质调查和地下水资源管理与规划提供科学参考。     

基于MCE-CA-Markov模型的佛山市土地利用景观格局演变及模拟预测

以佛山市2005,2010和2015年的Landsat遥感影像为数据源,从景观生态学的角度分析了2005―2015年佛山市各土地利用景观类型的分布格局、空间演变和景观格局变化特征,并结合自然和社会2大影响因素,基于MCE-CA-Markov模型,利用IDRISI软件实现了对佛山市未来土地利用景观格局的模拟和预测﹒在此基础上,结合城市未来的发展变化情况提出了相应的管控建议﹒     

基于灰色马尔科夫模型的家纺流行色趋势预测

分析了家纺流行趋势研究现状以及现有方法的优缺点,以国际流行色权威机构国际色彩委员会发布的2007-2013年的春夏流行色定案作为分析对象,提出了基于灰色马尔科夫模型的家纺流行色趋势预测方法.采用灰色模型对未来家纺流行色进行预测,并通过后验差检验法来探讨此模型的预测精度及其建模的可行性,应用马尔科夫模型对预测结果进行修正.实验结果表明:灰色马尔科夫模型在流行色预测方面相比单一的灰色模型有更高的精度.