基于VMD-TCN模型的渭河流域月径流量预测研究

为了有效减小径流序列非线性、非平稳性对径流预测精度的影响,提出一种将变分模态分解(VMD)与时间卷积网络(TCN)相耦合的VMD-TCN模型,并用于渭河流域咸阳和华县水文站的月径流量预测。采用多种模型性能评价指标对VMD-TCN模型与其他模型(TCN、EEMD-TCN、ARIMA)的预测性能进行比较,并分析了VMD-TCN模型在不同预见期下的预测表现。结果显示VMD-TCN模型较其他模型具有预测误差更小、预测精度更高以及峰谷值拟合更优的特点,且随着预见期的增大,模型的预测性能会逐渐降低但预测效果保持良好。

关中地区气象干旱时空变化特征分析

干旱对农业和供水的影响,给地区造成了十分严重的经济损失,对关中地区进行干旱特征分析可为防旱抗旱工作提供指导。本文应用SPI12指数结合游程理论提取并分析关中地区的干旱特征,并通过Copula函数进行干旱历时与干旱烈度的重现期计算。结果表明:①Gaussian、Clayton以及BB1函数更适用于关中地区干旱特征联合分布计算;②近年来关中地区整体干旱情况有所加剧,其中宝鸡市与渭南市干旱加重较为明显;③宝鸡市、咸阳市以及西安市干旱烈度大、历时长,干旱情况较为严重,渭南市次之,铜川市干旱情况较轻;④关中地区长重现期主要分布在铜川市以及渭南市西北部地区,短重现期主要分布在宝鸡市、西安市西部以及渭南市东部少部分地区。

基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用

针对水资源短缺风险评价中各指标的模糊性和不确定性,将信息论中的熵值理论应用于水资源短缺风险评价中,建立了基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型。采用风险率、脆弱性、可恢复性、事故周期和风险度作为区域水资源短缺风险的评价指标,建立了综合评价指标体系。运用信息熵所反映数据本身的效用值来计算评价指标的权重系数,有效地解决了权重分配困难的问题,并使得权重的确定有了一定的理论依据。实际应用结果表明,此方法简便可行、科学可靠,结果相对客观可信。

基于事例推理技术的水库洪水调度研究与应用

将基于事例推理(CBR)技术应用到水库洪水调度中,提出了一种基于CBR的水库洪水调度模式和方法。利用关系数据库实现了洪水调度事例的表示、组织、索引和存储,并建立了水库洪水调度事例库。将遗传禁忌算法与最近相邻法结合起来,构建了基于遗传禁忌算法和最近相邻法相结合的混合检索算法,提高了事例检索的速度和质量。利用遗传算法对事例特征属性权重进行优化,采用多目标决策方法进行事例的优选,并给出了事例调整和学习的策略。最后,应用该方法开发了基于CBR的水库洪水调度系统,并给出了一个应用实例。基于CBR的水库洪水调度为水库洪水调度提供了一种简化知识获取、提高调度效率和质量、进行知识积累和重用的新的思路和方法。

eXo Platform——企业信息门户的实现

介绍了一种企业信息门户的实现技术eXo Platform,它基于JSR 168和WSRP标准,以JavaServer Faces作为用户界面的开发框架,提供了丰富的个性化定制特征,支持多种客户端设备,并具有安全控制等功能。在分析了eXo Platform体系结构和组成模块的基础上,详细分析了JavaServer Faces框架的体系结构及处理流程。

水利信息门户的研究与应用

针对水利信息化进程中所面临的问题,引入水利信息门户。水利信息门户在Internet环境下,把各种应用系统、数据资源和互联网资源统一集成到水利信息门户之下,为用户提供了统一的个性化出入口。水利信息门户的建设是信息化发展进程中的必然阶段,是实现信息整合的重要步骤,“数字黄河”的水利综合信息门户按业务的不同划分成多个功能各异的模块,互为补充,又相互联系,针对不同用户提供了不同层次的网络服务。

基于Jetspeed的企业信息门户研究与实现

随着Internet/Intranet技术的迅速发展,通过统一的Web界面,提供企业的信息、业务、组织结构以及相应授权的统一入口是企业信息化建设的大趋势。以Jetspeed作为企业信息门户的实现技术,在介绍Jetspeed的体系结构和Turbine框架的基础上,详细讨论了Jetspeed中Portlet的开发与部署。

基于Web的电网线路和变电站预案管理系统

针对目前预案管理中存在的分散管理、查询修改不易、共享性差等问题,采用模型–视图–控制器设计模式、组件技术、框架技术、基于角色的访问控制等技术,设计开发了基于Web的电网线路和变电站预案管理系统。以工作流的方式实现了预案的编制、审核和审批。实际应用表明,该系统结构合理,功能齐全,能够有效地提高电网调度的工作效率和预案的管理水平。

基于eXo的企业信息门户的研究与构建

企业信息门户作为一种信息和应用整合模式,能够有效地整合企业的信息资源和应用系统。构建企业信息门户已经成为企业信息化建设的大趋势。讨论了基于eXo的企业信息门户的实现技术。分析了eXo的体系结构和各个组成模块以及模块之间的关系,详细探讨了Portlet技术,介绍了在eXo中进行Portlet开发和部署的过程。基于eXo构建了一个企业信息门户的实例,运行结果良好。

基于无线应用协议的防汛指挥系统的设计与研究

针对防汛工作中存在信息时效性低和信息获取受办公条件限制等问题,结合防汛工作的特点,设计并开发了基于无线应用协议(WAP)的防汛无线信息系统。该系统支持WAP手机、PDA等移动访问设备,提供无线的信息查询和检索,并实现了主动的短信PUSH服务。

基于WAP的防汛无线信息系统的开发与应用

针对防汛工作中存在信息时效性低和信息获取受办公条件限制等问题,结合防汛工作的特点,详细设计并开发了基于WAP的防汛无线信息系统.该系统支持WAP手机、PDA等移动访问设备,提供无线的信息查询和检索,并实现了主动的短信“推送”服务.经试用表明,系统能有效提高防汛信息的时效性,为防汛提供了一种新的信息获取途径.

基于综合集成平台的突发事件应急管理及决策

针对传统突发事件信息组织难的情况,提出基于水利信息化综合集成平台的信息组织方式,从而大大提高信息组织的效率,实现多类型信息的综合集成;同时,针对传统突发事件管理决策模式的缺点,提出基于分块(8大块)和业务流程的管理决策模式,并将其应用于渭河流域强降雨和黄河流域水污染突发事件的管理决策,结果表明,提出的管理决策模式是切实可行的,可为应对突发事件提供1条新途径。

基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置研究

【目的】建立水资源优化配置模型,在刻画水资源配置过程复杂性的同时,探讨盈余水量回收再配置机制对区域水资源的影响,使有限的水资源得到合理利用。【方法】构建基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型,采用系统动力学软件Vensim,将水资源供需系统及与水资源有关的经济、社会、人口、环境等影响因素以图形化的方式表达出来,用变量记号和方程式表述变量之间的因果关系;同时在模型中增加盈余水量的回收再配置环节,通过设置盈余水量回收比例和回收延迟参数,探讨其对区域水资源配置结果的影响,最后对此模型进行实例应用,并与基于多目标遗传算法的水资源配置方案进行比较。【结果】基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型,充分展现了区域供水量、需水量、用水量、回收水量之间的关系,以及其与区域经济、社会、人口、环境之间复杂的因果关系。通过改变盈余水量回收比例和回收延迟参数对模型进行验证,表明盈余水量回收机制设置合理,且盈余水量全部回收可明显增加区域的总供水量;与基于多目标遗传算法的水资源配置方案的配置结果相比,利用基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型的配置结果,使实例研究区域2015,2020和2030年的缺水量分别减少1 719,1 388和2 307万m3。【结论】所建立的基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型合理、可靠,为地区水资源的优化配置提供了一条有效途径。

洪水预报模型组件化及应用

根据洪水预报模型的结构和逻辑特性,将其拆分成相对独立的模块,运用组件技术、Web Service技术和面向服务的体系结构对模块进行封装并发布服务,形成洪水预报模型组件库;同时,运用洪水预报模型组件搭建模式来搭建洪水预报模型,并将其应用于东洋河流域的洪水预报。应用结果表明,组件化的洪水预报模型具有可移植性强、代码重用率高、可扩展性好、易于维护和展示效果好等优点。

渭河干流径流年际及年内变化趋势分析

为了分析渭河干流径流量的年际变化趋势及年内分配规律,根据渭河干流林家村、咸阳、华县3个水文站1951—2010年60 a的逐月实测径流资料,采用Mann-Kendall法和R/S方法,对渭河干流径流量的年际变化特征及趋势进行了分析,在此基础上采用有序聚类分析法对其突变点进行检验,并划分径流阶段;运用集中度与集中期等指标对各阶段年内径流量的分配进行了定量分析。结果表明:3个水文站的M-K统计量Z值分别为-5.893、-4.892和-4.254;3个水文站的Hurst指数分别为0.945 6、0.940 2和0.884 5,均大于0.5;林家村站的突变点为1971年和1994年,咸阳站的突变点为1969年和1994年,华县站的突变点为1969年和1991年;60 a来渭河径流量显著减少,并在未来一段时间内保持持续减少态势;径流集中度整体呈增加趋势,年内径流分配不均,径流多集中在5—10月,占年径流量的75%左右;径流集中期从20世纪50年代的8月5日后延到21世纪初的8月15日左右。

变权组合预测模型在洪水预报中的应用

【目的】研究洪水预报的多模型组合预报模式,丰富洪水预报的方式方法。【方法】将最优非负可变加权系数的组合预测方法应用于洪水预报中,分别建立最优加权组合预测模型和最优非负可变加权系数组合预测模型,以新安江模型、萨克拉门托模型、水箱模型和陕北模型为例进行组合预报,并用东洋河1982年8月的一场洪水实测流量值对2种组合模型进行了实例验证和比较。【结果】最优非负可变加权系数组合预测模型的3种误差指标均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别为18.394 0,51.317 2和0.131 4,明显小于最优加权组合预测模型的28.110 7,108.816 7和0.268 9,且前者的确定性系数(DC)为0.961 3,明显大于后者的0.909 5,表明应用最优非负可变加权系数组合预测模型的预测结果优于定权重的最优加权组合预测模型的预测结果。【结论】考虑变权重的最优组合预测能进一步提高洪水预测的精度。

水资源与水环境虚拟仿真实验教学平台的建设

在国家级水利水电实验教学中心建设的基础上,遵循"虚实结合、相互补充、能实不虚"的原则,建设了具有独立知识产权和现代水利特色的水资源与水环境虚拟仿真实验教学平台。该平台由水文、水资源和水环境3大模块构成,下设水文预报与水利计算、水库与水电站调度、水环境模拟与保护、水资源调配和水灾害事件应急应对等5个虚拟仿真实验教学平台,为高校水利类专业人才的培养提供新的实践教学模式。

水利水电工程专业虚拟仿真实验教学平台建设探析

信息技术的发展,对高等教育产生深远影响,传统的实验教学模式正在成为制约现代水利人才培养的瓶颈。采用虚拟仿真技术,解决了传统实验教学中存在的环境复杂、成本高,以及部分实验不可及等难题。分析了水利水电工程专业实验教学存在的主要问题,探究了水利水电工程专业虚拟仿真实验教学平台建设的意义及前景。在此基础上,初步提出了水利水电工程专业虚拟仿真实验教学平台的建设内容,为水利类专业学生实践和创新能力的培养开辟了一条具有现代水利特色的道路。

黄河龙门至三门峡河段污染物降解系数动态特征研究

为揭示不同水文条件及污染源的动态变化对污染物降解系数的影响,本研究以黄河龙门至三门峡河段为研究对象,对河流污染物降解系数的动态特征进行分析研究。以枯水年为代表水文年,根据黄河龙门至三门峡区间各河段的实测资料,用基于Matlab回归分析的参数估计方法反算出各河段不同水文条件下的CODcr和NH3-N的综合降解系数,通过实例模拟对计算结果进行检验和验证。研究结果表明,不同水文条件下采用不同的污染物综合降解系数更符合河流污染物降解的实际情况。

泾河流域近80a径流变化趋势及特征分析

基于泾河流域1932—2010年近80 a的实测径流数据,采用Morlet小波对泾河流域径流进行周期、丰枯变化及突变点分析,采用Db3小波对最大尺度下的低频成分进行重构,获得泾河流域的径流变化趋势,并应用Kendall秩次相关分析法对径流进行显著性检验。结果表明:在近80 a的研究时段中,泾河流域年径流量总体呈现明显减小趋势,但在2000年开始年径流量有所增大;在泾河流域的年径流序列多尺度分析中,同一时段径流变化的趋势有所不同,2 a周期年径流丰枯变化存在比较明显的局部差异,7 a周期经历了由弱到强,之后又逐渐减弱的过程,12 a和20 a周期逐渐增强。