基于EEMD-LSTM组合模型石家庄月降水量预测研究

为了探讨EEMD-LSTM算法对石家庄逐月降水量进行预测的可行性,通过对石家庄市1980-2020年降水数据进行分析发现,该地降水具有不稳定性和复杂性。为解决这一问题,采用经验模态分解(EEMD)方法对降水数据进行预处理,并将提取出的各模态每个子序列(IMF)输入到LSTM神经网络中进行预测。结果表明,EEMD-LSTM算法在石家庄逐月降水量预测中具有较好的性能,其预测结果与实际观测值的误差较小,相应的MAE和RMSE分别为2.12、3.13mm,决定系数为0.92。研究表明,EEMD-LSTM算法可作为一种新的有效工具,用于石家庄市降水量预测研究。

石家庄地表水径流演变模拟分析

地表水径流作为干旱地区城市民用及工业发展的重要水源,其水质随径流迁移的变化对城市安全发展具有重要意义。利用PHREEQE软件对石家庄市某研究区域周边地表水的水化学迁移演变特征进行模拟,分析典型监测点地表水中主要离子在特征条件下的水文水化学特征演化。结果表明:(1)本研究范围内,地表水水样径流中的离子在迁移的过程中的水-岩作用较弱;(2)随着地表水径流的迁移,阳离子交换逐渐增加,Al(OH)^(4-)及Ca_(3)(OH)_(4)^(2+)的浓度出现了明显的上升。研究结果对理解石家庄地表水径流的水文水化学特征具有一定的参考价值,为地表水径流的保护及修复工程提供重要的理论指导。

石家庄市水环境治理存在问题与对策研究

水环境治理是建设绿色生态城市中必不可少的内容。为进一步推进石家庄市生态建设可持续发展,结合石家庄市水环境治理现状,找出当前水环境治理存在的问题,发现石家庄市水环境治理存在管理职责交叉不清、体制机制不完善、治理工具单一以及政策与制度缺失等问题,对发现的问题进行分析并提出针对性建议。研究结果对石家庄市优化水资源与生态环境具有重要参考价值。

基于降水距平百分比指标的石家庄市旱情分析

干旱的发生会严重影响当地作物产量和人们日常生活,会对经济和民生造成较大的损失。本文以石家庄为例,分析了1956年至2020年该市的降水情况,研究了降雨的年内分布状况,并借助降水距平百分比指标对石家庄市旱情发展规律进行描述,通过年尺度、季尺度和月尺度来分析了旱情的变化特点,研究结果表明:降雨年内的分配不平均;在夏季(7-8月)降雨量最大,降水量主要来自汛期;石家庄市干旱情况最严重的是2007年与1981年,在2020年以后,干旱有一定的概率会变严重,或是干旱级别转变的节点;干旱在每个季节出现概率的大小依次是夏季<秋季<春季<冬季,轻度、中度干旱在石家庄市出现的概率都略高,和之前轻度、中度干旱在年尺度条件出现概率大致相同,这表示使用此指标可以对旱情进行很好的描述,并且表现出了稳定性。

石家庄市某片区暴雨强度及雨型分析

设计区域内暴雨重现期及雨峰位置参数的合理设置,对设计区域内的排水系统规划具有重要意义。基于此,本文利用石家庄市不同降雨重现期下的暴雨强度公式及芝加哥雨型分析方法,对不同降雨重现期及雨峰参数下的石家庄市某片区暴雨强度及雨型变化进行研究。研究结果表明:(1)降雨重现期的选取将明显地影响研究区域内的降雨强度;(2)重现期及雨峰位置参数的选取将显著地影响研究区域内的雨型强度及雨峰位置分布。研究结果对理解石家庄市不同暴雨重现期及雨峰位置参数下暴雨强度的归趋及雨型变化具有一定的参考价值,为研究区域内海绵城市规划及片区排水系统工程设计提供基础的理论指导。

河北省口头水库入库径流变化规律及归因分析

本文基于1980-2018年口头水库上游流域水文气象数据,采用M-K突变检验结合滑动t检验法对口头水库水文气象要素的变化情况进行分析并通过建立SWAT模型对流域径流进行归因分析。结果表明,口头水库年际入库径流呈减少趋势,线性递减率为-1.35 mm/a,在1997年和2004年发生了突变,变化期(1997-2018年)与基准期(1982-1996年)相比径流减少了47.80%,其中显示降雨、气温等气候变化对径流减少贡献率为48.93%,土地利用变化、取用水和水利工程运行等人类活动对径流减少贡献率为51.07%,并且在变化期人类活动对径流的影响程度呈增加趋势。

政府会计制度下水文基础设施资产研究

水文事业是国民经济和社会发展的基础性公益事业,主要为国家各级防汛抗旱指挥部门提供数据支持,同时也为国家水治理体系和治理能力现代化提供信息支撑。水文资产是水文事业发展的物质基础,水文基础设施是水文资产的重要组成部分。科学合理地确认、计量、核算和报告水文基础设施资产,能够为编报高质量的政府财务报告和国有资产报告奠定基础。梳理水文资产管理现状,厘定资产核算范围,摸清资产“家底”,并将一些“特殊资产”纳入水文基础设施核算,从而科学、准确地计量水文资产对于水文发展和水资源治理能力现代化具有极其重要意义。

河北省健全节水制度 强化节水管理理念

河北省水资源匮乏,人均水资源量约是全国平均水平的1/7,为世界人均的1/28,属于国际标准下的极度缺水地区。本文从我国节水优先方针出发,从制度建设和节水管理两方面详细介绍了河北省节水工作的主要做法和取得的成效。1.国家节水政策党的十八大以来,习近平总书记对节水作出多次论述。

河北省基于“以水定产”的水资源供需分析

河北省水资源严重短缺,却一直承担着保护首都用水安全和生态环境等重要使命。针对河北省日益尖锐的水资源供需矛盾,结合河北省水资源现状和当前政策主导下的水资源配置格局,对河北省水资源供需水量进行预测,并对供需平衡进行分析。结果表明,河北省生活、生产、生态行业用水工程仍存在一些短板,针对问题提出改进措施,进一步实现河北省水资源优化配置和集约高效利用。

基于输出不一致测度的水文预报缺失数据流关联修复方法

当前的水文预报缺失数据修复方法仅考虑同一维度数据丢失情况,且数据修复率较低,为此,提出基于输出不一致测度的水文预报缺失数据流关联修复方法。首先,根据水文特征数据将原始数据信息从同一维度信号映射到多维数据,通过数据映射得到灰度检测结果,对缺失数据的隐藏单元进行控制,为后续修复数据结果的导入提供支持。然后,通过输出不一致测度计算水文数据的相异性结果,根据水文数据相异性输出结果提取出水文特征规律,得到水文特征数据矩阵。最后,利用FSOM聚类算法对水文预报缺失数据特征矩阵进行分层聚类,并通过约束条件增强聚类算法的收敛度,并修复数据结果导入上述缺失数据对应的多维映射层,采用映射模式填补原始数据缺失位置,实现数据修复。实例分析表明,所提方法进行随机缺失数据修复后,修复率能够达到97.28%以上。进行连续缺失数据修复后,修复率在97%以上,表明所提方法具有良好的修复效果,能够为水文预报工作提供有效帮助。

大清河流域径流量年际变化特征研究

利用大清河流域上中下游水文站年径流量资料,结合趋势分析、Morlet小波变换以及R/S分析方法,研究该流域1961-2020年逐年径流量变化特征。结果表明,大清河年径流量存在显著的年际变化特征,近60年来呈波动减少趋势,变化斜率为-0.97mm/a;径流量变化具有多尺度特性,其中5~10a、20a的周期变化最为显著;由R/S分析得到大清河年径流量长期变化的Hurst为0.695,反映了该减少的趋势特征具有持续性。研究结果明确了大清河流域径流量年际变化特征,可为水资源管理部门提供参考依据。

RTK定位系统中GPS测量技术在水利水电工程测量中的应用研究

GPS在很大程度上提升了水利水电工程测量工作的质量和效率。在水利工程中,常采用GPS拟合高程精度,而实时动态(Real-time Kinematic,RTK)用以拟合小范围高程精度问题。通过在滹沱河防洪综合整治工程中展开测试分析,结果显示,对RTK定位系统的100次解算试验中,99次获得全局最优解,1次落入局部最优解,其正确率达到99%,优化系统的正确率高于传统定位系统,验证了GPS在水利水电工程测量中的可靠性。

滹沱河山区径流多尺度变化规律及影响因素研究

径流是反映流域气候及地理环境变化的重要指标,辨析其多尺度变化特征及影响因素,对于认识气候变化背景下流域水文情势变化规律及维护水资源安全具有重要意义。以滹沱河山区小觉流域和冶河流域为例,结合水文和气象数据,应用Mann-Kendall趋势分析、突变检验及Morlet小波函数等方法,分析两流域1960—2018年径流深趋势、突变、周期等多尺度变化特征,并利用相关分析与随机森林模型揭示了气温、降水、潜在蒸散发、叶面积指数对不同时段(汛期、非汛期)月径流深变化的相对重要性。研究结果表明:1960—2018年多年平均尺度上,冶河流域径流深(69.34 mm)大于小觉流域(39.07 mm),两流域年径流深均呈显著下降趋势,且冶河流域的下降速率(13.0 mm/10a)大于小觉流域的下降速率(8.7 mm/10a);在月和季节尺度上,两流域径流深也呈现显著下降趋势,尤其在夏季时段径流深下降趋势最快。小觉流域和冶河流域径流深分别在1981和1979年发生突变,且突变后径流深下降速率较突变前有所减缓,同时极端流量出现频率减少,其中8月份流量减小幅度最大。小觉流域的径流深主周期分别为15、8和5 a,冶河流域的径流深主周期分别为16、10和5 a,在第一主周期的时间尺度上都存在5个丰枯变化周期。对汛期和全年时段进行相关分析和随机森林模型的结果表明,降水是影响流域径流长期变化的主导因子,尤其在汛期时段;在非汛期,叶面积指数是影响径流变化的重要因素。

河北省农田水利工程运行管理系统的研发与应用

利用“大智移云”,通过现代通讯技术、互联网技术和信息管理技术,研发了覆盖河北省全省的农田水利工程运行管理信息系统,可有效实现全省农业灌溉用水量的统计分析与全省农业灌溉水有效利用系数测算,提升农田水利工程管理水平,发挥灌溉预报预测结果对合理灌溉的指导作用,推动农业水价综合改革工作高效开展,为河北省农田水利信息化管理提供技术支撑和手段。

农村生活污水处理中SBR工艺效能研究

随着污水的排放标准越来越严苛,传统序批式反应器(SBR)的污水处理效能有待提升,以便满足污染物的排放要求。鉴于此,选择废弃玉米芯制备生物炭投加至SBR系统内,考察其对该工艺污染物去除效能和污泥沉降速率的影响,探讨其应用于强化SBR工艺污水处理效能的可行性。研究结果表明:①玉米芯生物炭具有优良的表面结构,为其吸附污染物和附着微生物提供了条件;②玉米芯生物炭的投加能有效缩短SBR系统的启动耗时,同时增强对污水中COD、NH_(4)^(+)-N、TN、TP的去除效能;③投加玉米芯生物炭的SBR系统具有更高的污泥沉降速率,有利于泥水分离和污水处理效果的进一步提升。研究结果可为SBR工艺改良和废弃资源在污水处理中的再利用提供技术参考。

植被覆盖对丘陵地区产流产沙过程的影响研究

为了研究在不同强度降雨下,植被覆盖对丘陵地区坡面侵蚀的影响,通过人工模拟降雨试验,研究了在不同植被覆盖率条件下,坡面径流量和产沙量动态变化过程。结果显示:(1)降雨强度和植被覆盖率对坡面产流产沙有显著影响,当植被覆盖率低于45%的临界值时,坡面径流量将明显增加;(2)当植被覆盖率达到45%时,坡面产流减沙效果明显,且变化幅度随着植被覆盖率的增加而减小;(3)在相同降雨强度条件下,坡面上的产沙率呈先急剧上升再逐渐下降的趋势,且植被覆盖率越高,产沙强度下降率越高。以上研究可为丘陵地区水土保持提供参考。

中长期河流集合预报方法在岗南水库的应用研究

此文对河流集合预报方法(Ensemble Streamflow Prediction,ESP)进行模型原理、应用条件介绍,以滹沱河岗南水库作为研究实例,选取2022年12月—次年5月为遇见期,开展ESP方法在岗南水库中长期预测的应用研究。结果表明,ESP方法的分析预测结果精度较高,为解决中长期径流预报提供有效途径,同时为水库的防汛抗旱和水库调度提供重要依据。

水文监测中ADCP流量测验与误差控制分析

流量监测作为水文监测中重要的一项,主要目的是创建水位和流量之间的关系,根据水位对径流特征和流量状态进行分析判断,采用ADCP能够对水文流量进行有效监测,将偏差值控制到最低,适合进行应用和推广。本文针对水文监测中ADCP流量测验的误差控制情况进行分析,研究有效控制误差的措施,以提升水文监测的准确性,并对水文监测中ADCP流量测验和误差控制进行了深度探索。

全自动电波流速仪缆道在流速修正技术中的应用

电波流速仪作为一种常用的水文监测设备,在实际应用中常会出现个别测点数值超出合理范围的情况。为减少流量测验中垂线流速人为修正的随意性,依据历年实测测速垂线形成的数据,动态拟合基于特定垂线的水位流速关系曲线,对于偏离关系曲线较远的实测流,系统软件予以动态纠正。通过垂线流速异常值智能识别和修正系统软件的开发和应用,实现了垂线流速异常值的批量识别和修正,有效保障了复杂测流环境下雷达波测流成果的精准度和可靠性。

岗南水库旱限水位的确定

干旱灾害已经成为经济社会可持续发展的严重阻碍。以岗南水库为例,根据来水规律、工程管理需要等情况,结合区域概况、供需失衡引起的缺水等因素综合考虑,通过最大值法和综合法两种方法分三个时段分析计算旱限水位,并对结果进行检验,最终确定该水库不同时段的旱限水位,可为科学主动抗旱和水库水资源的合理利用提供科学依据,实现抗旱减灾目标。