基于典型解集模型的非一致性年径流过程设计方法

由于受人类活动和气候变化的影响,水文序列失去了一致性。为了适应变化环境对灌溉、供水工程设计的要求,提出了基于典型解集模型的非一致性年径流过程设计方法:首先,采用水文变异诊断系统对径流序列进行年际和年内分配情势变异分析;其次,根据年际变异和年内分配情势变异的时间点,将径流序列分段;再次,基于径流年际变异诊断结果,采用变化环境下非一致性水文频率计算方法计算年径流变异前后过去、现状或未来水平年不同保证率下的设计年径流值;最后,基于径流年内分配变异诊断结果,在径流年内分配变异前后利用典型解集模型进行年径流过程设计。以东江河源站为例,进行了非一致性年径流过程设计,并与未考虑"非一致性"影响的年径流过程设计结果进行比较,发现河源站设计年径流过程受"非一致性"影响显著。

日降水场分解的典型解集模型及应用

高时空分辨率的降水数据对汇流时间短的城市流域及小流域的连续水文模拟而言至关重要。本文采用单站点、区域及多站点三种典型解集模型对南京及其周边地区9个气象站1983—2012年汛期(5—9月)日降水量进行分解,构建南京地区小时随机降水场;在此基础上,基于多种评估指标(包括统计分布特征、极值分布、空间相关性、日内干湿统计特征等)对三种典型解集模型的模拟性能进行综合评估。结果表明:三种典型解集模型均能很好地模拟南京地区小时降水场的统计分布特征、降水极值及日内干湿统计特征。三种模型中,仅有多站点联合解集模型能重建观测小时降水场的空间相关性,更适合分布式水文模拟。本文的研究成果可为城市地区的降水径流模拟提供参考。

基于解集模型的水电站超短期负荷预测研究

结合瀑布沟电站实际负荷资料,提出基于解集模型与标幺值原理的负荷预测模型,并进行超短期负荷预测实例验证,预测结果与电网下达的计划出力对比分析结果表明,模型预测结果与实际负荷的偏差明显小于计划出力与实际负荷的偏差。本文所建负荷预测模型可用于指导水电站的生产运行管理,特别是指导发电企业参与现货市场交易决策。

一种新的径流过程随机模拟方法

利用Copula函数构造边缘分布为PⅢ型分布的两变量联合分布,用以描述径流过程的年径流量与最大月径流量。根据该联合分布进行随机抽样,再优选实测径流过程,采用典型解集方法分解转化为模拟径流过程线,从而建立一种新的径流过程随机模拟方法。基于Copula函数的解集随机模型与现有的径流过程随机模拟模型如季节性一阶自回归模型、典型解集模型相比,其所模拟的年径流量统计特征的相对均方差等指标均较优,能较好地模拟原序列的统计特性,为水文水资源随机模拟研究提供了一种新的途径。

两种月径流随机模拟方法应用比较

建立了基于年径流随机模拟的月径流分解模拟模型,以平寨水库入库径流随机模拟为例,分别采用双层模型法和典型解集法分解模拟月径流,分析模拟结果的统计特性和不同频率下的年内分配过程,比较两种方法的分解效果。结果表明:1典型解集分解法较双层模型分解法能更好的保持月径流的统计特性,在各项参数中,两种分解方法对样本均值特性的保持最好,而对偏态特性的保持最差;2典型解集分解法得到的月径流年内分配过程与实测同频率下月径流年内分配的符合程度较双层模型分解法高,两种方法分解的月径流在偏丰水年的年内分配与实测同频率下月径流年内分配的符合程度低于偏枯水年,符合较差的月份主要集中在汛期(5-9月)。

北方缺水地区水库汛限水位调整下的极限风险研究

为了挖掘水库调蓄能力,缓解北方地区出现的水资源危机,探讨水库提高汛限水位的可能性。以海河流域岳城水库为例,采用随机模拟法计算汛限水位调整下水库的极限风险。分别建立了线性自回归模型和典型解集模型模拟入库洪水过程,通过统计特性分析检验其模拟效果。研究表明,岳城水库的汛限水位至少可以从目前的132 m提高到135 m,此时超校核洪水位的极限风险远小于原设计标准,从而可以大大增加水库蓄水,提高水库的经济和社会效益。

小浪底水库年月径流生成设计

本文以黄河干流小浪底站1919～1959年水文资料为依据,建立其马尔可夫随机模拟模型,生成年及月径流量系列。为模拟资料的周期性,共建了1～8阶八个 AR 总体模型,生成5千年径流系列。各阶模型成果的水文特征值模拟精度都较高,其中7阶模型的自相关函数误差最小。根据本次计算及以往经验,我们认为 AR 自回归模型是一种适合我国水文水资源特点的随机模型,具有较高使用价值。本文中用典型解集法生成月径流系列,包括年内分季和年内不分季与五种资料分段的各种组合,生成五阶和七阶共计20个成果,所有成果每年各月月均流量均值、均方差精度都很高。本次成果可以用于实际工程。