随机森林在降水量长期预报中的应用

随机森林是21世纪提出的基于分类树的算法,在处理大数据集中具有明显优势,首度将其应用在降水长期预报中。以长江中下游地区1月份降水预报为例,运用随机森林模型构建原则,在74项大气环流因子以及前期月降水中筛选模型预报因子,进行长期降水量预报,并将其与神经网络模型预报效果进行对比,发现随机森林的泛化误差为13%,预报准确率达到75%,而神经网络的预报准确率仅为67%。此外,本研究还对长江中下游地区的汛期降水量进行了长期预报,结果表明,随机森林模型进行降水量长期预报中模拟和预报的效果令人满意,值得进一步研究和应用。

基于随机森林的区域水资源可持续利用评价

针对区域水资源可持续利用评价中指标多、噪声复杂和非线性的特点以及传统方法缺乏可操作性、难以解决稳健性低和过学习等问题,介绍了一种稳健性较高的智能学习方法——随机森林,将其应用于区域水资源可持续利用评价中,并以汉中盆地平坝区为例,对该方法的评价效果进行了验证。结果表明,与SP插值、人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)模型评价结果相比,本文方法实用性强、稳健性较高、泛化性能高,在分类预测阶段和交叉验证阶段分类准确率均高达100%;同时可知,在影响区域水资源可持续利用的各评价指标中,水资源利用率和人均供水量的影响较为重要。

可考虑历史洪水对数正态分布线性矩法的研究

简要介绍对数正态分布线性矩与分布参数的关系,提出两种可考虑历史洪水的样本线性矩估计公式.统计试验结果表明,估计公式均具有较高精度.从两种估算公式中推荐一种效果更好的供实际频率计算使用,从而解决了具有历史洪水时对数正态分布的样本线性矩的计算问题.此外,对线性矩法与矩法、适线法作了对比分析,结果表明,线性矩法比矩法、适线法有较大的优越性,其不偏性能最好且具有良好的有效性.

基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法

近年来,受气候变化及人类活动的影响,使水文情势发生变化,导致频率计算中水文资料不再满足一致性的前提假设。为进行非一致性条件下的水文频率计算,提出基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法,首先应用去趋势预置白Mann-Kendall-Pettitt方法对水文序列进行一致性检验;其次应用EEMD方法对非一致水文序列进行修正;最后对修正的序列进行水文频率计算。统计试验和实例证明,TFPW-MK-Pettitt方法适用于我国水文序列的一致性检验;该方法运用于1956～2012年宜昌站径流序列,检验出有下降趋势;运用EEMD方法对该序列进行修正后,频率计算得出各设计值较未修正的设计值小10%左右。

优化的灰色拓扑模型在年径流预测中的应用

由于河川径流具有变化剧烈、波动频繁的特点,采用常规水文预报方法的预测效果较差。为此引进灰色拓扑方法,在优化原始GM(1,1)模型的基础上,通过改进拓扑预测的矛盾点筛选方法,建立了优化的灰色拓扑预测模型群,对梨园河流域的实测年径流序列进行模拟和预测,发现所建模型的拟合曲线与实测序列的变化趋势一致,比传统的灰色拓扑方法具有更高的精度。结果表明,改进的灰色拓扑模型能够有效克服振荡序列的非线性影响,可作为研究区域的径流预报和水资源分析的参考依据。

P-III型分布混合权函数估计法的研究

为克服传统的马秀峰权函数法所存在的缺陷,提出了一种可考虑线性矩法优点的新的权函数估计法即混合权函数法,经过统计试验论证,该法对传统的马秀峰权函数法有较大改进,是一种统计性能较优秀的参数估计方法。

俄罗斯模型中三个重要参数线型的统计分析

对俄罗斯模型中起决定作用的涨洪历时、洪峰流量和退水系数三个参数,在运用过程中均需通过线型优化技术、假设检验等确定线型,从而大大增加了模型运用过程中的工作量,并且容易出现抽样误差。为此,特收集了六个水文站的洪水资料,统计了三个参数的分布线型,通过比较假设检验、时段量模拟效果,发现三个参数多服从三参数对数正态分布。

长江口水文监测站网布局研究

本文在长江口区域潮位、流量、波浪、盐度、泥沙、水质和风速风向等水文要素逐项分析研究布设的基础上,按照"突出重点、一站多项、要素综合、精简节约"的基本思路,根据"保障重点、统筹兼顾,新老整合、充实完善,点面并举、驻巡结合"的基本原则,提出了以控制站和关键节点代表水文站为主体的长江口水文监测站网综合规划布局方案.

长江口环境用水量计算方法探讨

环境用水在水资源配置中不能忽视,但环境用水问题的研究在理论上和具体计算方法上,目前国内外尚未有系统的成果。以长江口为例,以维持长江口水盐平衡并兼顾水沙平衡为目标,分析了长江口所必需的环境用水量。

上海市水资源特征

分析了上海地区的水资源特征,估算了可利用水资源量,为上海市社会经济可持续发展提供了科学依据。

2011年春末夏初枯水期间长江河口盐水入侵

全球气候变化导致的长江流域枯水事件近几年趋于增多．2011年春末夏初长江中下游发生干旱，4、5和6月大通径流量分别比多年月平均值分别下降了33。4％、50．6％和50．3％．观测资料表明，4月崇西水文站大部分时间盐度大于0．45（饮用水标准），北支倒灌盐水从崇西水文站到南门大约需要2d，到宝钢水库需要3～5d，宝钢水库出现2d和4d不宜取水时间，青草沙水库出现5d和4d不宜取水时间．5月中下旬北支永隆沙仍被高盐水占据，崇西水文站盐度超标达到7d，青草沙水库不宜取水d数达到8d．6月4—7日大潮后中潮期5个观测潮周期内东风西沙水库约有一半时间盐度大于0．45，陈行水库和青草沙水库取水口盐水均低于0．45，但随时间逐渐升高，盐份主要来源于北支倒灌．长江河口盐水入侵一般发生在12月和来年的1—3月，4—6月随着径流量的增大盐水入侵消失．气候变化产生的枯水事件加剧了长江河口盐水入侵、严重影响了非盐水入侵期水源地取水安全．

影响创伤骨折患者术前下肢深静脉血栓形成的相关因素分析

目的分析影响创伤骨折患者术前下肢深静脉血栓(DVT)形成的相关因素。方法选取本院2018年3月年至2019年4月收治的创伤性骨折患者53例,所有患者均使用手术进行治疗且均发生术前下肢深静脉血栓(观察组),并选择同期使用手术治疗的创伤性骨折患者53例,但并未发生DVT的患者作为对照组。分析观察组患者中出现术前DVT的相关因素。结果观察组中40岁以下患者比例显著低于对照组,41~60岁、60岁以上患者比例均显著高于对照组;有糖尿病患者比例显著高于对照组,无糖尿病患者比例显著低于对照组;有高血压/冠心病患者比例显著高于对照组,无高血压/冠心病患者比例显著低于对照组;骨折位置在股骨患者比例显著低于对照组,在胫腓骨、多发性患者比例均显著高于对照组,差异均具有统计学意义,P<0.05,但两组男性、女性患者比例之间的差异均无统计学意义,P>0.05。通过Logistic回归分析结果显示,造成术前DVT的因素主要有糖尿病、骨折位置、年龄有关,P<0.05。结论对于创伤性骨折患者来说,造成术前下肢深静脉形成血管的相关因素有糖尿病、骨折位置、年龄,对患者在术前相关评估的完善以及监控高危因素,对于预防DVT出现具有重要意义。

EEMD-NNBR模型在降水预测中的应用

为解决降水资源预测复杂的问题,建立了具有物理意义的新预测模型,即利用集合经验模态分解(EEMD)方法,分解降水资源并识别其演变模式,获得各本征模函数(IMF),然后结合最近邻抽样回归模型(NNBR)对数据进行预测分析,汇总相应的计算结果,从而构成了EEMD-NNBR降水预测模型。以无锡市惠山区的降水序列资料为例,采用EEMD-NNBR模型预测降水资源,并与单一的NNBR模型预测值进行对比分析。结果表明,所建模型稳定性较好,能合理预测水资源演变趋势,提高降水资源预测精度,具有一定的应用价值。

河口地区水文监测站网评价指标体系研究——以长江口为例

一、研究背景 河口是江海的交汇区,是由河流进口段、河流河口段和口外海滨组成的一个特殊水域,对国民经济和国防建设影响巨大。因河口位置的特殊性,河口地区蕴藏着丰富的淡水资源、滩涂湿地资源、生物资源、航道和岸线等资源。

日径流序列混沌识别中合理长度的确定

混沌理论是进行水文时间序列分析的重要手段。为保证分析结果的可靠,主张充分利用现有资料,但目前缺乏时间序列长度对混沌特性识别影响的研究。以长江上游武隆站和北碚站日径流序列(1951年-2012年)为例,通过对二者进行混沌分析,研究了最大Lyapunov指数对序列长度的响应。结果表明,日径流时间序列长度过小时会影响混沌识别结果,使结果缺乏可靠性;并不是样本序列长度越长混沌识别结果越好;当序列长度达到3 000左右时,序列的混沌特性达到稳定,结果可靠并缩短了计算时间。

基于Holt-Winters方法的年径流序列周期识别

针对小波分析法在年径流序列周期识别方面存在的不足,以长江支流乌江水系武隆站为例,利用Holt-Winters模型固有结构模拟水文时间序列,根据拟合精度来判断年径流序列周期出现的可能性,以达到周期识别的目的,并与小波分析法识别的序列周期进行比较。结果表明,Holt-Winters模型很好地捕捉到了小波分析法中的所有周期成分,且模型结果很好地验证了所提假设,可确定原序列存在5.6年的主要周期项。

长江口芦潮港站年最高潮位一致性分析及修正

在气候变化和人类活动影响下,下垫面情况和水文情势发生变化,用于水文频率分析的水文序列越来越不满足一致性。为了更准确地利用历史水文资料,以长江口芦潮港站1977~2016年潮位序列为例,用10种变异诊断方法进行诊断,将同时存在趋势和跳跃的水文序列进行一致性修正,即先用最小二乘法提取跳跃点前后两个子序列的趋势成分,然后将去趋势后的序列进行基于跳跃的非一致性修正,并将修正前后的潮位序列进行频率计算、对比分析。结果表明,不同重现期下修正后的潮位值相比原始的潮位值均有不同程度的减小,修正后的潮位值更符合当前的水文情势。

黄浦江下游吴淞口站低潮位重现期研究

黄浦江为感潮河流,低潮位重现期的确定对黄浦江航道的设计具有重要意义.为了准确估计黄浦江低潮位的重现期,以黄浦江下游吴淞口站年最低潮位序列为例,在对样本进行三性审查的基础上,分别采用传统的数理统计方法和时变矩方法进行水文频率分析.结果表明:吴淞口站年最低潮位序列在1996年发生了变异;还现修正后的序列服从位置参数线性时变的GEV模型,低潮位存在缓慢的上升趋势;一致性条件下百年一遇低潮位约为0.261 m,在非一致性条件下其重现期增大为150 a.非一致性条件下的重现期增大说明黄浦江现有的航道设计标准偏安全,航道通航保证率提高.

米市渡站最低潮位的非一致性频率分析

基于Lee-Heghinian法、有序聚类检验等5种突变检验方法和线性趋势相关系数法、Spearman秩次相关检验和Kendall秩次相关检验3种趋势检验方法对黄浦江上游米市渡站47年(1969~2015年)年最低潮位序列进行变异诊断,运用水文序列分解合成方法对序列进行去趋势处理,在混合分布思想的基础上利用模拟退火法对处理后新序列进行频率分析,并对比修正前后序列不同重现期潮位设计值。结果表明,米市渡站年最低潮位不仅有显著的抬升趋势,还在1999年发生突变。相比于不考虑变异情况的潮位设计值,考虑变异情况的混合分布频率曲线和经验点据的拟合更优,且相同频率下的潮位设计值均小于前者,从而为黄浦江沿岸水利工程设计和运行管理提供了参考。

上海市土壤侵蚀模数的研究与确定

了解和掌握区域内土壤侵蚀强度及其空间分布是开展水土保持综合治理的基础。以上海市为研究对象,依据当地降雨、地形、土壤类型等资料,借助GIS技术获得了各像元侵蚀因子图,并应用USLE模型计算获得了上海市土壤侵蚀模数及其空间分布状况。研究结果表明:上海市水土流失非常轻微,96.71%的面积为微度侵蚀,轻度以上水土流失面积为207.2 km2,仅占全市土地总面积的3.29%。