结合退水曲线和长短期记忆网络的中长期低流量预报

【目的】长短期记忆网络(LSTM)在水文预报研究中显示出较强的预报能力,但通常依赖于大量数据的训练。为使LSTM模型更好的适用于数据量较少的流域。【方法】研究采用退水曲线,对LSTM模型施加物理约束,提出了适用于低流量预报的混合模型。【结果】在中国西南不同地区3个流域的应用表明:(1)随着预见期的增长,混合模型预报结果的合格率有轻微下降,预见期10 d以内准确率可达到90%以上;(2)混合模型的预报精度显著高于LSTM,且能够显著降低误差累积效应的影响;(3)混合模型在减少训练样本数和减少预报因子维数的情况下均优于LSTM模型。【结论】结果表明,引入退水曲线可以降低混合模型对训练数据量的要求,有效延长预见期,对深度学习预报低流量提供了新的改进思路,并可以为抗旱方案设计等提供技术支持。

苏南山丘区典型实验小流域产汇流研究

《江苏省暴雨洪水图集》(以下简称《84图集》)是江苏省水文工作的重要参考文件,被广泛应用于防洪规划、径流预报等工作。然而,在气候变化和人类活动影响下,《84图集》已无法满足现状条件下的流域产汇流预报需求。为修订《84图集》中苏南山丘区的产汇流参数,以典型实验小流域——大港河上游流域(楚山桥)为研究对象,通过分析场次洪水资料,研究流域产汇流特性,建立优化参数的流域产流计算方案,并设置不同的汇流参数优化方案,通过2020—2023年洪水资料进行对比研究,结果表明:(1)优化参数后的产流计算方案在2021年和2023年的洪水径流深误差均保持在25%以内,平均径流深误差为12.3%,产流计算精度达甲级。(2)优化参数后的汇流计算方案较原始《84图集》方法的汇流计算精度均有不同程度的提升;其中,同时优化瞬时单位线两个参数的方案精度最高,平均纳什效率系数为0.73、洪峰误差合格率为62%,汇流预报精度达丙级。由此可见,参数优化可有效地提高产汇流计算精度。研究成果不仅可为江苏省的《84图集》修订提供借鉴,同时也可为山丘区小流域的产汇流规律研究提供参考。

黄土高原SRC参数的空间物理释义与流量估算应用

黄土高原地处我国西北旱区,降水稀少且潜在蒸发强烈,包气带较厚且空间异质性大等多种问题交织耦合导致区域河川径流演化机制极其复杂,影响区域生态保护与高质量发展的进程。对黄土高原不同生态分区的10个代表性流域的SRC参数进行空间分析,研究了SRC参数的异质性分布规律,探析了SRC参数在黄土高原地区的物理释义,并基于SRC建立了流域出口断面流量与陆地水储量的区域化响应关系,实现了通过GRACE重力卫星反演数据对流域出口断面流量的初步估算。研究表明,同一生态区内SRC参数α、β具有一定的稳定性,其中β和流域的干旱指数成负相关关系,与平均坡度成正相关关系,在地理位置中随纬度的减小和经度的增大而增大;而α则和土壤孔隙度存在正相关关系,与导水率衰减参数存在负相关关系。通过幂函数可建立黄土高原流域陆地水储量与出口断面流量间的拟合关系,并形成适用于平稳GRACE数据的流域流量过程估算方法。

岩溶泉流量衰减曲线分析

由于岩溶含水介质的强烈非均质性和各向异性,如何有效认识岩溶含水层内部的水文地质特征为研究难点之一,岩溶泉衰减曲线分析为认识岩溶含水层的一种有效手段。总结了目前广泛用于泉流量衰减曲线分析的几种常见方法,主要包括指数型衰减、非指数型衰减分析方法以及综合型的衰减曲线分析方法,讨论了管道可能对泉流量衰减曲线的影响,最后提出了今后对岩溶泉流量衰减曲线分析拟解决的一些关键问题。

云南省3个地方稻种的抗稻瘟病性遗传分析

以 95 8 3c和 96 4 1a 2个稻瘟病菌系接种 ,用累积分布曲线法对三磅七十箩、魔王谷和毫乃焕与丽江新团黑谷的杂交F2 、F3 、BC1群体进行了抗病基因的遗传分析。发现毫乃焕对菌系 96 4 1a的抗性由 2对显性基因控制 ,1对基因对另 1对基因有抑制作用 ;魔王谷对稻瘟病菌 96 4 1a的抗性受 1对显性基因控制 ;三磅七十箩对菌系95 8 3C的抗性由 1对隐性基因控制 ,首次发现三磅七十箩对稻瘟病的抗性由

基于流量衰减曲线的岩溶含水层水文地质参数推求方法

分析流量衰减曲线是研究岩溶含水层水文地质参数的重要手段。在阐明流量衰减分析理论的基础上,通过连续监测一年寨底地下河出口的小时流量过程,共获取8 784组流量数据。首先选取典型的2013年9月25日3:00暴雨后至2013年10月13日17:00的446组流量数据作为研究对象,并利用MATLAB软件对该时间段的流量过程进行曲线拟合,从而确定了不同阶段流量衰减系数分别为0.642 5、0.025 8、0.001 5;然后通过流量衰减系数计算寨底不同含水介质导水系数T与给水度S的比值;最后利用裂隙率近似给水度的方法确定了寨底不同含水介质的水文地质参数。结果表明,寨底岩溶管道、裂隙、基岩介质导水系数分别为:258.87、3 865.98、40.64m2/d。说明辅以必要的水文地质调查,确定管道分布和径流距离,流量衰减曲线可用于计算岩溶含水层不同介质的导水性能和给水度。

基于随时间变化退水系数的枯季预报方法研究

针对退水曲线公式中退水系数β随时间t逐渐递减问题,提出采用关于时间t的线性函数或对数函数进行拟合,从而构建了新的退水曲线预报公式,并结合典型年法给出预报的整体思路与具体步骤。以雅砻江流域锦屏一级水电站大江截流期间的水情预报为实例,对2006年10月16日至12月31日进行了长达77 d的逐日流量预报。其结果表明:截流期间实际流量与预报流量基本吻合,预报效果良好。

高海拔地区隐性白羽肉鸡生长曲线的拟合与分析

试验测定了隐性白羽肉鸡在高海拔饲养环境中2～20周龄的体重和胫长,用logistic、Gompertz模型拟合了生长曲线。结果表明隐性白羽肉鸡体重和胫长生长受高海拔环境抑制,logistic和Gompertz模型都适宜拟合隐性白羽肉鸡在高海拔体重和胫长的生长过程,拟合度高,其中logistic模型优于Gompertz模型。隐性白羽公鸡比母鸡有较高的成年体重、拐点体重、绝对生长速度和相对生长速度。

南方喀斯特流域枯季退水影响因子分析

为了探讨贵州喀斯特地区枯季径流的退水规律,选取Depuit-Boussinesq退水方程对流域退水进行模拟,将退水指数与从DEM数据提取的各种地形因子之间进行分析。结果表明:地形指数基本与退水指数成正比;退水指数与基流指数成反比;岩性和喀斯特地貌对退水指数的影响较大,这两项指标不仅决定了径流的成分,还决定了退水的时间与速度。

枯水径流若干问题研究进展

着重对枯水径流频率分析、流量历时曲线、基流分割及退水分析等进行了阐述,分析了枯水径流特征与流域地形、地貌、水文地质特性和土地利用等空间信息之间的相关关系,并对无资料地区的枯水径流预测进行了探讨。

岩溶洼地消水流量的推算--以重庆市青木关地下河甘家槽洼地为例

岩溶洼地在淹没条件下的消水是一种特殊的有压管道流,如何测定这种管道流的流量是岩溶水文研究中的一大难题。本文分析了岩溶有压管道流的特殊性,提出了用洼地库容变化推求H～Q关系的基本理论和方法。利用重庆市青木关地下河甘家槽洼地的消水资料详细阐述了在淹没条件下入库流量、库容退水流量和在某一水位条件下的消水总量的推求方法。文中还介绍了在岩溶洼地水位观测站的设置方法。

涌流畦灌田面水流运动特性的试验研究

本文利用大量田间涌流畦灌灌水试验资料，分析了涌流畦灌的特点和田面水流运动的全过程，指出了水流推进过程和消退过程的特性，这一研究成果为进一步研究涌灌理论与技术奠定了基础。

正常型隐性白羽鸡早期生长发育规律研究

为了解正常型隐性白羽鸡早期生长发育规律,试验选取刚出生的正常型隐性白羽鸡进行饲养,测定0~7周龄的体重、体尺和组织学特性,并采用Logistic、Gompertz和Von Bertallanffy三种数学模型对正常型隐性白羽鸡的早期生长发育情况进行曲线拟合及分析。结果表明:正常型隐性白羽鸡的早期生长速度快,各周增重逐渐加快,7周龄体重可达1104.7 g;三种生长曲线拟合模型均有很好的拟合效果,其中Logistic模型拟合度为0.994,Gompertz模型和Von Bertallanffy模型的拟合度均高达0.997;Gompertz模型拟合的拐点周龄(7.09周)、拐点体重(1120.65 g)、极限体重(3046.24 g)等指标与实测值符合。说明Gompertz模型的拟合效果最好,可用于对正常型隐性白羽鸡早期生长发育情况的预测和饲养效果评估。

塑管混凝土界面透气性研究

提出了一种基于压力时间衰减法测定塑管混凝土界面透气性的方法,并研究不同界面改善措施对塑管混凝土界面透气性的影响.研究结果表明:透气性试验具有较高的重复性和稳定性;塑管混凝土界面的透气性随HEA膨胀剂掺量的提高而降低;Preprufe胶带能明显改善塑管-混凝土界面的粘结性能,使压力衰减时间或抗渗性能提高了一个数量级.最后,拟合压力-时间衰减曲线,并提出了经验函数式.

基于B-样条曲线聚类法在锂电池衰退方面应用

提出了一种对锂离子电池衰退模式进行分类的新方法。引用L2距离的概念代表衰退曲线的相关程度,通过均匀B-样条曲线函数建立锂电池衰退曲线与聚类算法之间的联系,大大减少衰退模式的种类。最后搭建了锂离子动力电池实验平台,借助实验数据建立模型,验证了算法的准确性。

基于n阶多项式改进退水曲线的枯水期径流预测方法

针对退水曲线公式中消退系数随时间逐渐递增的关系,提出用n阶多项式函数曲线拟合消退系数,构建了基于n阶多项式的改进退水曲线预测模型,通过比较各模型预测值平均偏差率选取最佳预测模型,并结合典型年法给出了枯水期径流预测的具体步骤。以澜沧江流域功果桥水电站为实例,对枯水期进行了30天的逐日径流预测,取最小平均偏差率值对应的二阶多项式改进退水曲线作为最佳模型,预测效果良好。

退水曲线与融雪-降雨径流相结合的枯季径流预报方法研究

有积雪覆盖流域的枯季径流过程,不仅受控于前期的退水规律,还受春季融雪和降雨的影响,因此其中长期径流预报困难。基于经典退水曲线,在退水过程后期考虑春季融雪和降雨的作用,构建了退水-融雪-降雨径流的统计预报模型。以大渡河丹巴站以上流域为研究对象,基于2009~2014年的枯季气象水文资料对模型进行率定,2015~2016年进行模型预报检验,并与经典退水曲线、新安江模型的结果进行对比。结果表明,退水-融雪-降雨径流的统计预报模型具有更高精度,径流总量预报误差小,预报径流过程与实测径流过程拟合程度高,具有较好的适用性。

基于斜率单变点法的小理河流域退水规律分析

基于小理河流域1959~2010年实测洪水数据,采用斜率单变点法确定C点,在此基础上利用相邻时段流量相关法、线性水库模型、指数模型及非线性模型对该流域次洪退水段进行分析模拟。结果表明,基于斜率单变点法推求次洪地面径流终止点C基础上所得小理河流域次洪地下径流占比具有增大趋势;由相邻时段流量相关法得到变化期(1978~2010年)次洪地下径流平均退水参数较基准期(1959~1977年)增大131.75%,次洪地下径流退水向着更加缓慢的方向发展;线性水库模型、指数模型及非线性模型对次洪地下径流退水模拟的精度,经确定性系数和损失函数指标评定,效果均理想,小理河流域退水规律适宜用非线性模型描述,其次是线性水库模型。

决策树技术在杭嘉湖区水位预报中的应用

针对水动力学模型预报嘉兴水位精度不足的问题,采用水文数据挖掘技术,分析太湖流域杭嘉湖区嘉兴涨退水的主要影响因素及预报方法。结果表明,采用决策树法分析嘉兴水位涨幅与杭嘉湖区面平均雨量的关系,将起涨水位分为高中低三类,推算嘉兴洪峰水位误差较小;针对退水系数随时间非线性递减的问题,分别构建嘉兴超警、超保洪水在大潮、小潮的退水曲线;建议小潮期退水预报要结合最高水位及峰现时间,采用近两年的退水曲线实时分析退水系数,修正因下垫面变化对退水过程的影响,进一步提高预报精度。

淮河上游紫罗山流域枯水频率及退水规律分析

应用枯季径流退水规律预报枯季径流总量和径流过程是枯季径流预报最常用、有效的方法。但目前,尚未有一种通用的分布可以很好地模拟所有枯水径流。以淮河上游紫罗山流域为研究对象,以1952~2010年各年最小7 d平均流量作为枯季径流统计特征序列,采用P-Ⅲ,LP-Ⅲ,GLO,GPA,LN3和GEV 6种分布,利用适线法、矩法等进行参数估计,推求经验频率对应的理论线型计算值。利用概率点据相关系数、四阶线性矩系数、确定性系数,均方根误差和平均绝对误差5个特征统计量,比较各分布线型拟合情况,确定该流域枯水频率最优拟合线型为P-Ⅲ分布。此外,利用退水曲线法推求各年份退水系数与多年综合退水系数。结果表明:流域年退水系数在0.007~0.200范围内波动,其变化与降水无关,随着最小7 d平均流量的变小而增大,流域多年综合退水系数为0.08。研究成果对合理开发利用水资源、保护河流生态系统平衡具有现实意义。