基于分形理论的城市日用水量预测方法

针对城市日用水量呈现周期性和自相似性的特点,通过对分形理论的研究,提出了基于分形拼贴定理和分形插值函数迭代过程的城市日用水量预测方法．该方法根据分形拼贴定理,由基于仿射变换的分形插值方法求取一个与历史日用水量记录相近的迭代函数系,建立分形预测模型,对城市日用水量进行预测．首先根据日用水量具有以周为周期的特点,应用相似日拟合模型对日用水量进行预测,平均预测误差为2．06％;然后根据日用水量具有以月为周期的特点对日用水量进行预测,平均预测误差为2．94％．应用表明,该方法实用性强,能够为城市供水优化调度提供决策支持．     

城市供水负荷短期预测方法

结合城市用水量的影响因素及特点，分析了城市用水量的变化规律，探讨了水量预测时间序列分析方法；根据城市供水运行调度对用水量预测的实际要求，采用时间序列三角函数分析法建立了管网用水量的短期负荷预测模型。实例考核证明，该模型有效可行。     

基于变结构支持向量回归的城市日用水量预测

鉴于日用水量的时变性,本文提出一种基于变结构支持向量回归的动态预测模型.利用日用水量的历史数据训练支持向量机,得到模型结构参数历史数据序列,然后利用扩展卡尔曼滤波器对模型结构参数组进行估计,最后用模型结构参数估计量来更新模型结构并预测下一天日用水量.在实例分析中分别利用变结构支持向量回归模型和支持向量机预测模型对实际用水量性进行预测分析.结果表明,前者具有更好的动态跟踪能力和更高的预测精度,可应用于城市日用水量的预测.     

灰色预测方法在大城市时用水量预测中的研究

分析了城市用水量预测的重要性和一些基本方法,发现灰色预测方法比传统的基于概率统计的随机过程分析具有建模所需信息少、不必知道原始数据分布的先验特征等优点,故将其尝试性的应用于城市时用水量的预测.通过对灰色预测方法建模机理的研究建立了城市用水量预测GM(1,1)模型,并以北方某大型城市时用水量为原始数据进行了实际预测,模型精度检验的结果表明该模型的预测等级为高精度预测.     

北京市生活用水年预报模型

采用偏最小二乘回归方法建立了用水量与影响因子之间的回归方程,利用AR模型对各影响因子进行外延预测,将预测的因子值分别代入3个回归模型,通过比较分析挑选出了预报精度最高的回归模型,并利用此回归模型对2003~2010年的北京市年生活用水量进行了预测.结果表明:北京市年生活用水量和前3 a的各项影响因子所组成的回归方程,能够很好地预报出预留年份的年生活用水量;2003~2010年北京市年生活用水量呈明显增长趋势.     

基于无偏灰色GM(1,1)模型的城市用水量预测

针对城市用水量预测工作中常存在城市用水量原始数据样本量较小、信息不充分的问题,充分利用无偏灰色GM(1,1)模型的少数据建模,短期预测精度高,消除了灰色GM(1,1)模型预测所固有的偏差的优点,建立无偏灰色GM(1,1)城市用水量预测模型,并应用于实际城市用水量预测中。与常用的处理此类问题的灰色GM(1,1)模型比较,算例结果表明所建模型有效可行,提高了预测精度。     

灰色模型在城市月用水量预测中的应用

中期用水量预测,它为各个城市水司制定月用水量生产计划提供重要依据.针对我国城市月用水量数据序列的特点对其进行分析研究,利用灰色系统理论,建立预测月用水量GM（1,1）模型.并以东北某大城市月用水量为原始数据进行了实际预测.通过MAPE检验证明GM（1,1）模型为一种行之有效的预测月用水量的模型.     

城市用水量预测的混沌理论研究

分析了混沌理论特征,利用城市用水量混沌特性,建立城市用水量短期预测模型,对城市用水量进行科学预测.利用历史数据信息,在相空间重构基础上对城市用水量时间序列进行分析,分析饱和嵌入维数、延迟时间和Lyapunov指数求解方法并对其进行计算,并以此为指导对城市用水量进行高精度预测.利用建立的模型对东北某市日用水量进行预测,结果表明基于混沌理论的城市用水量预测模型具有较高精度,对于受众多因素影响的城市用水量预测有良好的推广价值.城市用水量受众多因素影响,混沌理论为城市用水量预测提供了崭新思路.     

基于综合权重因子的城市时需水量预测

提出了基于综合权重因子的城市时需水量预测方法。根据预测日前几日和前几周的用水量数据,计算平均时用水量;引入综合权重因子,构建预测日前1日时用水量模型。结合日需水量预测数据,将获得的最优连续日数、最优连续周数和综合权重因子,用于预测日的时需水量预测。算例验证结果表明,预测值平均绝对百分比误差较小。     

加权组合模型在城市用水量预测中的应用

鉴于传统灰色模型在建模中存在固有偏差的问题,本文采用无偏灰色GM(1,1)预测模型.在无偏灰色预测模型表达式的基础上,又提出了非线性的预测模型,并将其用于城市的用水量预测上.考虑到单一预测模型在预测过程中存在的不足,用最优加权组合模型对无偏灰色GM(1,1)模型和非线性模型进行组合,并将加权组合模型首次用于遂宁市的城市用水量预测.预测结果表明,组合模型的预测精度优于单一的预测模型,预测结果与城市的实际用水量拟合较好,该方法可推广到其它类似城市的用水量预测中.     

小城镇人口规模对用水特性的影响

由于不同人口规模的小城镇对水资源的消耗不同,城镇规模的不同格局会在很大程度上影响用水量的需求,因此研究人口规模对用水特性的影响,对揭示小城镇用水特性有重要作用．为此,根据小城镇镇区人口将小城镇划分为大、中、小3个等级,选择典型小城镇进行实地用水调研,通过统计计算得出典型小城镇用水水平,并通过类比分析,系统地研究了人口规模与用水特性变化之间的关系,并建议小城镇日变化系数宜取1．75-1．95,时变化系数宜取2．0～2、4,人口规模越小的城镇取高值．     

矿井防尘供水管网水力水质模拟实现方法与应用

水力水质模型构建及模拟是研究供水管网性能的重要手段. 为了实现在MATLAB环境中调用EPANET水力水质计算引擎,研究矿井防尘供水管网水力水质特征,实现并对比分析了两种有效的EPANET-MATLAB对接方法,并基于其中面向对象的数据结构调用方式混合编程,构建了矿山井下防尘供水管网水力水质模型;结合防尘管网日用水需求,对水力工况和水龄分布分别进行了24h和48h动态模拟. 研究表明:使用EPANET-MATLAB Toolkit的混合编程更加灵活、高效,是进行水力水质模拟与分析的有效途径;防尘供水管网用水具有周期性,呈现明显的高峰和低峰时段;用水节点的水压变化范围约为1.5~5.5MPa,其变化规律与用水量变化呈负相关;水龄变化也具有日周期性的特点,不同用水节点的水龄呈现不同的波动特征;用水节点距离水源越远,其水龄相对较大,所有用水节点的水龄都在15h以内.     

气候变化背景下中国西北地区作物干旱灾损评估技术——以甘肃省春玉米为例

 为了定量评估气候变化背景下中国西北地区作物干旱灾害损失,本研究以甘肃省春玉米为例,构建了用于春玉米干旱灾损评估的生物气象指标——DI指数,该指标由CI指数和水分适宜度构成,前者反映中长期降水和热量条件的作用,后者表征作物供水与生理需水的关系。在对该指标进行了验证分析和可行性评价的基础上,以干旱减产和生长季降水量为依据对DI指数进行了等级划分,分别表示轻、中、重、特重干旱。利用气象台站逐日降水量和气温、玉米单产和总产、发育期和生理需水量资料反演了历史逐日DI指数,计算了累积DI指数,给出玉米种植区代表站春玉米DI指数时空变化规律,对农业种植制度调整、作物布局和防灾减灾具有一定的实际意义。     

水库生态学特征与水库水质可持续管理方法

对水库生态系统的基本特征及水库水质可持续管理的方法进行了概述。     

华北石质山区苹果树蒸腾规律及水分供求关系

采用由热扩散植物液流技术测算得到的、周期为2003年1月-2004年12月的苹果树蒸腾数据,结合同步观测得到降雨量,分析华北石质山区10年生苹果树蒸腾耗水规律及水分供求关系,旨在为该地区节水苹果园的发展提供必要的水分生态理论依据。结果表明:(1)苹果树蒸腾耗水量(TR)呈现出明显的日际变化或月变化特征。3-4月逐渐升高,5月-6月达到全年高峰值,7月份逐渐降低,10月以后迅速降低。2003年及2004年全年TR值分别为600.9mm、468.0 mm,主要生长期间(4月-9月)分别为502.6 mm、408.3 mm;(2)2003年和2004年降水与苹果蒸腾的比例均大于1.0,说明周年降水可以满足苹果蒸腾耗水的需要。但主要生长季节中的4月至5月降水量与蒸腾量比(R/TR)仅为0.2~0.4,故该时期苹果树水分供求矛盾比较突出,应加强水分补给。2003年苹果树萌芽期、新梢旺长期降水与蒸腾的比值(R/TR)分别为0.05、0.82,2004年该值分别为0.14、0.63。说明萌芽期至新梢旺长期(4月初至6月中旬)这种供求矛盾尤为突出,该时期正处果树水分敏感期,所以更要实施水分管理。     

基于径向基函数的城市日用水量预测方法

结合城市日用水量影响因素的特点和变化规律，分析探讨了城市日用水量预测模型的求解方法．建立日用水量和其相关因素之间的预测模型，分别采用径向基函数（RBF）网络算法与支持向量机（SVM）回归法求解该预测模型．RBF网络具有结构自适应确定，输出不依赖初始权值的优良特性；SVM回归法采用结构风险最小化准则（SRM），以统计学习理论作为理论基础，运算速度快，泛化能力强，预测精度高．通过分析验证的结果，证明了该日用水量预测模型的可行性，采用RBF和SVM两种求解方法均能得到满意的结果．     

河南省城市供水条件与水资源合理利用

水是一种不可替代的宝贵资源,随着城市和工业的发展,需水量增长迅速,供需矛盾日趋深化,城市用水紧张,已成为普遍问题.开展河南省城市的供水条件与水资源合理利用研究,是正确解决城市用水的开源方向,节流途径和水源保护的重要步骤,因而,具有很大的现实和深远意义.     

基于水文要素变化特征的浑河干流生态需水量计算

将浑河干流划分为4个区域进行生态需水量计算.根据浑河干流特点,将其生态需水分为河流基本生态需水、河流稀释自净需水、输沙需水和蒸发需水.根据浑河水文要素变化特征确定各类生态需水量的计算方法,并对各类生态需水进行类型整合.计算结果表明:北口前站全年的生态需水量为0.55×108 m3,抚顺站为9.59×108 m3,沈阳站为6.93×108 m3,邢家窝棚站为10.55×108 m3,并给出了逐月变化,以利于浑河干流水资源优化配置.结合浑河干流水文要素变化特征,对其生态需水量特征进行了分析,并提出相应建议.     

辽宁省滨海城市水资源可持续利用研究

利用模糊模式对辽宁省滨海城市水资源开发程度进行了识别评价,得出其级别特征值为1.763 2,开发程度处于一级和二级之间,接近水资源的承载能力;同时,利用灰色系统建立GM(1,1)和GM(1,2)模型,对滨海城市旱灾、城市人口、生活用水量和用水总量进行预测,预测在2004年和2009年左右,将可能再次出现干旱,到2010年和2020年人口将分别达到720万和910 万,到2010年城市的生活用水量将达到4.46亿t,用水总量将达到9.8亿t,辽宁省滨海城市水资源的供需矛盾将进一步加剧.