随机森林算法在西江洪水预报中的应用研究

以西江迁江站、柳州站和武宣站1952—2005年实测洪水数据为基础，通过分析上下游站点洪水流量的相关关系选取洪水预报特征因子，采用随机森林算法建立了武宣站洪水预报模型。结果表明：模型率定期预测的武宣站12～48 h洪水过程确定性系数大于0.98、合格率大于98%,验证期预测的12～24 h洪水过程确定性系数大于0.72、合格率大于82%,预报精度较高，预报结果不确定性较小，可为洪水预报提供方法参考。     

基于随机森林和RBF人工神经网络模型的新丰江水库枯季入库径流中长期预报

基于随机森林和RBF人工神经网络构建了新丰江水库枯季入库径流中长期预报模型,首先采用随机森林模型从74个水文气象特征量和前期降雨、径流中筛选预报因子,之后利用筛选的预报因子作为RBF神经网络的输入层,利用RBF神经网络对新丰江水库枯季入库径流每月的流量进行预报。结果表明,基于随机森林和RBF人工神经网络模型的枯季径流中长期预报模型精度较高,其中训练期平均合格率为91.24%,平均相对误差为7.80%,检验期平均合格率为67.31%,平均相对误差为26.73%,模型有较高的可靠性,预报结果可作为东江流域枯季径流预报重要参考依据。     

洪水预报智能模型在中国半干旱半湿润区的应用对比

为探究不同洪水预报智能模型在我国半干旱半湿润区的应用效果,选用决策树、多层感知器、随机森林和支持向量机4种模型在陕西省3个典型流域进行逐时洪水预报;选择相关系数、纳什效率系数、均方根误差、平均绝对误差和相对误差等评价指标,比较不同预见期下4种模型在半干旱半湿润典型流域洪水预报的适用性。结果表明:在短预见期预报中,4种模型在半湿润区典型流域均可获得较高的预报结果,在半干旱典型流域模拟精度相对偏低,仅支持向量机模型满足预报要求;随着预见期延长,不同模型性能变化差异大,支持向量机模型整体稳定,在小流域实时洪水预报中具有明显优势;随机森林模型与决策树模型精度随预见期延长而缓慢下降,前者适应性更好;多层感知器模型精度随预见期延长而骤减,模型稳定性较差。     

丹江口水库“10.07”洪水水文气象耦合预报调度

2010年7月中下旬,汉江上游发生两次较大洪水,安康水库出现建库以来最大入库洪水,丹江口水库发生建库以来第2大入库洪水。在本次洪水过程中,采用水文气象耦合技术方案进行洪水预报,提高了水库入库洪水预报的精度、延长了预见期。根据水雨情预报成果,制定了丹江口水库预报调度方案,并经长江防总批准实施,取得了既没有使丹江口水库承担过度防洪风险,又避免了下游杜家台分洪区分洪的“双赢”成效。     

HIMS系统模型在洪水预报中的应用

根据研究流域的自然条件以及水文、气象资料,在HIMS系统平台下定制半干旱区典型小流域的日径流模型和湿润地区典型流域的次洪预报模型。模拟结果表明:日径流模型效率系数在率定期和检验期分别为0.75和0.73;次洪模型效率系数在率定期和检验期分别为0.84、0.81,洪水总量误差分别为4.9%、3.6%,洪峰值误差分别为17.1%、21.4%,洪峰时间误差分别为1.6h、2.0h,模拟和检验结果为乙等水平。由此可见,HIMS定制模型具有很强的地区适应性。最后,对模拟峰值偏低的问题进行分析探讨。     

BUCKET模型在降雨径流预报中的应用

BUCKET模型结构简单,原理明确,参数较少,在澳大利亚和新西兰等国家得到了广泛的应用.在介绍模型结构和原理的基础上,为进一步拓宽模型的应用,将其应用于具有遥测资料的伊河流域,对陆浑水库入库旬平均流量过程进行了模拟.结果表明,模型与实测拟合精度较高,能够较好地反映伊河流域以旬为时间尺度的水文过程.将它与新安江三水源模型从原理、结构以及在栾川水文站的应用情况进行了比较,结果表明,率定期和检验期两个模型精度相当.因此,将BUCKET模型应用于陆浑水库入库径流预报中,可以为该水库的预报调度提供可靠的依据.     

小型水库洪水预报模型研究及应用

针对缺资料地区小型水库入库洪水预报难的问题,构建了一种小型水库入库洪水预报模型,其产流模块采用SCS模型,汇流模块采用地貌瞬时单位线,模型参数基于高精度地形地貌数据确定,不依赖于实测流量资料进行模型参数率定,并在安徽省永堌水库进行了应用。采用1818号台风“温比亚”期间永堌水库强降雨洪水进行了验证分析,应用结果表明,构建的模型对该场次洪水过程两次洪峰模拟值与专家反推的入库洪峰较为一致,相对误差分别为3.2%和-11.8%,均在±20%以内,峰现时差均为0,径流深模拟相对误差为-19.2%,确定性系数为0.949,说明建立的小型水库入库洪水预报模型对本次降雨洪水模拟效果较好,对其他小型水库入库洪水预报具有较好的参考和借鉴意义。     

长江中游宜昌至汉口河段洪水模拟研究

在简要介绍了系统模型基本原理以及率定参数方法的基础上，选择沙市、螺山、汉口3个长江干流控制断面和主要支流控制站的历史实测资料，应用多输入单输出系统模型模拟预报长江洪水过程，选取发生大洪水的1981，1982，1983，1995年和1996年汛期资料作为率定期资料，以1998年资料作为检验期资料，计算结果得到了较高的精度，模型效率系数超过97％，洪量相对误差小于1．5％。     

基于人工神经网络的洪水水位预报模型

本文利用人工神经网络技术，以确定性系数为目标函数，建立以上游和本站水位资料预报本站未来若干时段洪水水位的预报模型，以探讨神经网络技术在水文预报中的应用。研究成果为提高网络训练速度和预报可能产生的超历史洪水情况，给出了输入/输出层的数据规范化的处理方法。选择珠江三角洲河网地区水位站资料，对预报模型进行检验，结果表明在合理选择输入层单元数据和预见期的条件下，可以取得很好的预报成果。     

小浪底-花园口区间洪水智能预报方法研究

结合实际资料,以改进的神经网络模型检验了小浪底一花园口区间洪水智能预报方法的可行性和精度的可靠性,并对出现个别较大误差的原因进行了分析。研究结果表明,采用遗传算法优化网络初始权再和引人峰值修正系数的改进BP算法进行洪水预报,其模型合理、算法可靠、精度较高。同时,为充分发挥神经网络对复朵系统映射的优势,建议：①加强水文观测力度,获得较为准确的观测资料,包括连续的水位、流量资料,洪峰传播时间以硬区间人流等;②在实际应用中直接采用当前洪水数据作为训练样本,以使网络更能反映当前洪水的演进规律,并提高预报精度;③开展误差实时修正的研究,将误差修正方法引入到模型中;④扩大建模范围,建立降雨-径流预报模犁,并考虑区间入流情况,以进一步提高网络的预报精度,延长预见期。     

大坝对鱼类栖息地的影响及评价方法述评

本文总结了大坝建设造成水流状态、水温、水质、底质和地形等因素的变化对鱼类栖息地造成的影响，并归纳了目前国内外对栖息地预测评价的主要方法，对每一种评价方法的特点进行了分析，最后对可采取的生态补偿措施进行了介绍。本文得到的结论为，大坝建设对鱼类的影响很大，但可以通过补偿措施加以恢复。     

坝后背管结构有限元分析探讨

以李家峡坝后背管为依托,借助具有强大结构分析功能的有限元软件ANSYS分析坝后背管结构应力状态。经分析单元尺度对坝后背管混凝土、钢筋的应力影响小于对钢管的影响;坝体与背管混凝土接缝面的力学效应对背管混凝土、钢筋、钢衬的应力影响很小;计算所得的应力大小规律与类似工程模型试验所得的应力分布规律完全一致,其计算值与规范中用弹性中心法所得的应力值基本接近。     

基于AutoCAD的二维建模研究

复杂地质体的二维建模,一般采用自下而上依次建立点、线、面的方法,其中面的定义需要手工完成,费时费力,针对ADINA二维建模的不足,用VC编写了AutoCAD To Adina平面建模程序,实现了点、线、面的自动定义,大大缩短了ADINA二维建模的周期,节省了体力,通过实例表明,该方法具有较大的实用价值。     

基于VB下的渡槽设计研究

渡槽是一种重要的水工结构。将渡槽设计与Visual Basic编程理论结合,通过应用计算机编程可实现对渡槽结构进行各部位验算与校核。文章阐述了该软件系统的开发思想和实现过程,同时对总体框架的设计、模块的划分、具体环节的实现作了详细论述。依据各部位的关键技术参数,对渡槽设计相关的水力计算、槽身、刚架和基础结构计算作了论述,并给出了计算机软件设计的流程图,以期为工程设计人员采用计算机程序设计提供参考。     

基于可变模糊集理论的地质灾害危险性评价研究

针对地质灾害影响因素的不确定性、随机性和模糊性的特点,建立了基于可变模糊集理论的地质灾害危险性评价模型。通过确定评价单元指标对各级指标标准区间的相对差异函数和相对隶属度,得到各评价单元的地质灾害危险性等级。最后,通过工程实例验证该评价方法的可行性。     

基于振动的混凝土坝损伤检测的可行性初探

混凝土坝在服役期间很容易出现各种损伤，其中裂缝是最常见的一种损伤形式。裂缝开始的时候一般出现在坝的局部，如果在出现损伤的范围内没设观测点，现有的观测手段很难监测到损伤。而基于振动的方法则有可能克服这一困难。为了研究这种方法，在大坝的不同位置模拟了不同条数和张开程度的裂缝，并给出了相应的振动频率和振型，在考虑了测试噪声的情况下，用统计神经网络进行了损伤识别。这种基于振动的混凝土坝损伤检测方法还会受到水位、温度变化的干扰以及环境噪声、仪器精度等的限制，还需作进一步的研究。     

对推行以设计为主体的工程总承包(EPC)的认识与思考

EPC(设计—采购—施工)工程项目管理模式是20世纪80年代国际上逐步发展起来的一种工程承包和管理模式。介绍了EPC工程管理模式的背景和国内外开展EPC总承包管理模式发展现状,总结了EPC总承包管理模式的特点。从水利工程角度出发,阐述了水利行业推行EPC总承包管理模式的必要性和可行性,并提出了建议。     

关于流域综合管理的思考

文章系统回顾了流域管理的发展历程和成功经验,着重分析流域管理发展的现状与问题,指出应以流域管理法规为依据,以流域管理机构为依托,以水资源管理、河道管理、河砂管理为主要内容对流域进行综合管理。     

大坝安全信息权研究

大坝原型观测数据本身包含了丰富的信息，内在反映了监测项目之间的某种客观关系，基于此，应用PCA法及PPA法建立了确定大坝安全评价信息权重的正分析模型，一方面能够对数据进行降维处理，另一方面能挖掘数据内在信息，提取指标的相对重要性；并基于最优化准则，建立了信息赋权整合模型，解决了多种数学方法计算结果不一致性问题，最大限度地保持原始信息的完整性。     

基于KPCA-PSO-SVM的径流预测研究

为提高径流预测模型的准确性与稳定性,对KPCA-PSO-SVM的径流预测方法进行了研究。在分析径流影响因素的基础上,利用核主成分分析(KPCA)法对径流影响因子进行非线性特征提取,获得主成分作为支持向量机(SVM)的输入变量,建立了径流预测SVM模型,其中模型参数通过粒子群算法(PSO)进行优化。模型建立后,以新疆伊犁河雅马渡站中长期径流预测为例进行分析。预测分析结果表明,在拟合和检验阶段模型的平均相对误差分别为0.77%和7.64%,与其他预测模型比较,基于KPCA-PSO-SVM方法建立的径流预测模型有较好的预测和泛化能力,是一种行之有效的中长期径流预测方法。