泾河张家山水文站水沙特性分析及工程实例

为合理评价和利用多沙河流水资源,基于张家山水文站1956年-2009年逐日降水量、径流量、输沙量和含沙量数据,分析张家山站水沙变化特征。各系列多年平均特征值表明:输沙量不均匀系数最大,7、8月输沙量占全年的81%;降水、径流主要集中在7-9月。统计年降水量、径流量、输沙量和含沙量分期年平均特征值,前三者时段均值呈减小趋势,含沙量时段均值波动变化。Mann-kendall秩次相关检验显示年降水量、径流量和输沙量的检验值分别为2.39、4.45、3.36,都大于0.05的置信水平,均有显著减小变化趋势。输沙模数时段均值减小,来沙系数时段均值增大。灰色相关度和双累积曲线分析表明:径流与输沙量、降水量相关性较好,径流与输沙量关联度为0.64,比径流与降水的关联度0.62稍大。最后,探讨泾恵渠渠首排沙闸工程,泾恵渠引水合理沙限为15%,排沙闸适宜排沙流量为200m3/s。研究结果可为泾惠渠渠首改建工程设计提供参考。

基于小波分解的日径流支持向量机回归预测模型

【目的】将小波变换与支持向量机结合,构建小波支持向量机回归模型(WSVR),并用其对日径流进行预测,为水库调度提供参考依据。【方法】利用径流时间序列中包含的大量信息,通过小波变换将径流时间序列分解成不同分辨率水平的子序列和近似序列,通过相关性分析选取有效子序列与近似序列相加得到的新序列作为支持向量机回归模型的输入,建立小波支持向量机回归耦合模型,以泾河流域张家山站的日径流为研究对象,利用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、确定性系数(DC)、相关系数(R)及相对误差(RE)作为评价指标对模型预测精度进行评价。【结果】利用所建立的小波日径流支持向量机模型对张家山站日径流的预测结果显示,该模型在检验阶段的RMSE、MAE、DC、R及RE分别为26.05m3/s,8.26m3/s,0.826,0.910,-13.3%,与仅使用支持向量机回归模型(SVR)相比,耦合模型预测精度明显提高,且非汛期预测效果优于汛期。【结论】建立了小波支持向量机回归耦合模型,该模型可有效模拟和预测日径流,为日径流预测提供了新的途径。

泾河张家山站洪水调查与考证

为弥补水文站网定位观测的局限性,扩大水文资料收集范围,增强水文资料的完整性,泾河张家山河段开展了多次洪水调查,但各类相关专业书籍对其调查成果记录不尽相同,使用不便。《水文调查规范》(SL196-2015)要求:历史洪水考证需要进行"不同版本记载,不同资料来源的对比甄别。"据此,通过对泾河张家山站实测洪水、调查洪水资料的汇总,结合文献记录对泾河张家山站历次调查洪水发生时间洪峰流量进行考证,确定泾河张家山站调查洪水成果为:1841年洪峰流量为18800 m^3/s,较可靠;1911年洪峰流量为14700 m^3/s,可靠;1933年洪峰流量为9200 m^3/s,实测。

泾河水沙变化特征及其影响因素分析

近年来,泾河水沙出现明显减少的趋势,为研究其变化特征及原因,选取泾河张家山站1960-2019年水文资料,采用Mann-Kendall检验、Pettitt检验、历时曲线法和双累积曲线法等方法对流域年降水量、径流量和输沙量的变化特征及其影响因素进行分析。结果表明:近60年来,泾河流域径流量和输沙量呈现明显减少的趋势,且输沙量的减少更为明显。流域年径流量突变年份为1996年,年输沙量突变年份为1990年。人类活动和降水量对泾河流域的减水贡献率分别为98.3%和1.7%,减沙贡献率分别为91.8%和8.2%;人类耗水量的增多是泾河径流量减少的主要原因,退耕还林、水土保持措施及水库建设是泾河泥沙量减少的主要原因。