新安江模型在唐乃亥站洪水预报中的应用

基于黄河上游玛曲-唐乃亥站流域降雨及洪水特性,筛选玛曲站和唐乃亥站1998-2014年共9场洪水资料,玛曲、军功、玛沁、河南、唐乃亥5站的时段雨量资料,以及军功水文站蒸发资料,利用泰森多边形法计算各站所占面积权重,运用新安江模型建立洪水预报方案。结果表明:次洪率定所得参数对检验期洪水模拟效果良好,率定参数适合该流域洪水预报;检验期洪水确定性系数均在0.9以上且合格率达到100%,故新安江模型可以作为唐乃亥站降雨径流预报的一个可靠手段,预报结果可用于正式预报。

河流系统水沙变量的联合分布模型研究

以黄河源区唐乃亥水文站1956—2009年实测年径流量和年输沙量序列为例,在应用P-Ⅲ型曲线求得二者的边缘分布函数后,运用Copula函数方法构建了黄河源区水沙联合分布模型。模型应用结果表明:径流量和输沙量丰枯同步的频率大于丰枯异步的频率;水沙联合概率分布过程的IMF1、IMF2分量分别具有准2～6 a、准6～8 a的波动周期,IMF3分量的波动周期在20世纪50年代中期至90年代中期为准20 a,90年代至今为准15 a;Res分量自20世纪50年代中期至80年代初呈增大趋势,1983年达到峰值,之后至21世纪初呈减小趋势,2005年达到谷值,之后又呈增大趋势。

黄河龙头水库来水量的年代际变化及年度预测方法

根据1736-2004年近270 a来的代用资料和实测资料,对唐乃亥水文站逐年来水量划分为9个丰水年段,8个枯水年段。在同时段的太阳黑子周期长度(SCL)资料中,找到9个SCL的极长点,8个SCL的极短点,发现SCL的极长(短)点都出现在丰(枯)水年段之中或超前1-2 a。这为黄河源区丰、枯水段的预测找到了一个比较好的指标。最后,从“宇地磁耦合假说”出发,解释其关系密切的物理原因。

周期均值叠加法在黄河上游中长期径流预报中的应用

在防洪、流域调度等工作中,中长期预报能够提供有力的技术支撑和参考。采用周期均值叠加法,建立了黄河上游代表站唐乃亥水文站年平均流量预报模型,对模型进行误差评定,并利用建立的预报模型试预报近年的径流情况。结果表明:周期均值叠加法能够在黄河上游唐乃亥水文站中长期径流预报中应用。

基于经验模态分解与Elman神经网络的月径流预测

针对径流序列的弱相关,非线性特征,直接预测会导致精度低,建立基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)与Elman神经网络的模型进行月径流预测,选取黄河上游唐乃亥水文站1979-2009年的月径流资料为研究对象。首先利用EMD对月径流资料进行处理,得到5个固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)和1个趋势项。为了避免分量太多导致误差过大,将分量进行重组之后得到3个子序列,然后对3个子序列进行Elman神经网络预测。结果表明,EMD与Elman神经网络组合预测精度更高,更加适合复杂的水文序列。该方法可用于径流的中长期预测中。

基于综合评价法的年径流丰枯分类合理性分析

【目的】针对年径流丰枯分类的合理性进行研究,为流域水文分析和水资源管理提供参考。【方法】以集对分析和频率分析分别作为综合评价方法和常规方法的代表,通过构建类内相似度和类间差异度2个评价指标,定量分析集对分析分类结果的合理性;从径流丰枯类别频率分布的角度,提出丰枯类别联合分布频率、特定频率和劣优频差等概念,探讨集对分析与频率分析分类结果的差异;最后以黄河上游典型水文站唐乃亥站为例,对其年径流丰枯分类问题进行实证研究。【结果】对黄河上游唐乃亥站而言,与频率分析相比,集对分析使年径流类内相似度和类间差异度分别提高1.3%和6.6%,也使平水年的频率增加10%;平水的劣优频差相比其他非平水类别的劣优频差减少3.3%~8.0%;从平水到特枯(特丰),丰枯类别特定频率与理论频率的相关系数从0.95减小到不足0.60。【结论】综合评价方法不仅可以提高同类年径流过程的相似性,而且还可以增大不同类年径流过程的差异性,分类结果更加合理。