珠江河口BP神经网络的成潮预报模型研究

珠江河口咸潮预报是制定抵御咸潮应急措施预案和珠江流域水资源管理坚强的技术支撑．对该预报模型的研究具有十分重要的现实意义。根据咸潮活动与上游径流大小、外海潮汐存在明显的非线性关系特性．采用非线性映射能力很强的BP神经网络对成潮进行预报，通过实际数据检验．该模型预报精度较高。     

西江河口咸潮入侵的输运机理研究

近年来,西江河口地区咸潮入侵的问题越发严峻,严重威胁人民的日常生活,故对河口咸潮咸水物质输运转移变化机理研究尤为重要。采用水动力学方法进行河道盐度的扩散演算,构建河网水质的数学模拟模型。在建模的基础上,用其模拟西江河口水流、盐度输运变化规律,并与实测水文资料进行对比。结果说明,模拟计算曲线与实测曲线相对一致,该模型具有适用性。该模型可用来预报西江河口咸潮入侵的影响时间、影响范围,数值模拟咸潮上溯的环境影响,进而提出应对和控制咸潮上溯的对策措施,实现对未来咸潮入侵过程的模拟,为河口咸潮入侵的预报与防治工作提供丰富的资料和可靠的技术支持。     

数值分析磨刀门水道咸潮上溯控制工程措施的效应

珠江河口磨刀门咸潮入侵有逐年增强趋势,其发生频率越来越高.此文采用有限体积近岸海洋模型(FVCOM)建立了珠江河口三维咸潮水动力数学模型,并采用实测潮位、盐度和流速对模型进行了率定和验证,表明该模型较好地反映珠江河口,特别是磨刀门咸潮上溯的水动力情况.采用已率定的FVCOM模型,分别对疏挖磨刀门拦门沙以及建设人工潜坝之后的工况进行数值模拟,研究了控制工程措施对咸潮上溯的影响.结果表明,疏挖拦门沙后,5‰盐度等值线的上溯最远点向内陆推进了2.5km,咸潮入侵程度有所加剧;而建造距河底3m高的人工潜坝后,5‰盐度等值线的上溯最远点向外海退缩了1.3km,咸潮入侵程度有所减弱.该研究对压咸措施有一定的指导意义.     

磨刀门枯季咸潮上溯归因分析与响应规律研究

在气候变化和人类活动影响下，磨刀门咸潮上溯显著加剧，极大地威胁了粤港澳大湾区的供水安全。基于2004—2016年磨刀门水道7个站点的日超标时间数据，与日最大潮差、径流量、平均海平面、跨岸风和沿岸风进行了经验正交函数分析(EOF)和一元及多元线性回归分析，探究磨刀门咸潮上溯与各影响因素的响应关系，量化各影响因素的作用大小。结果表明：对磨刀门咸潮上溯的贡献最大的是潮差，其次是径流，两者分别能解释超标时间日变化的30%和28%,风的作用略大于平均海平面，两者对咸潮上溯的贡献分别为12%和11%,其中跨岸风作用略大于沿岸风作用。磨刀门咸潮峰值出现在小潮潮差最小后的3.2 d,而高要站流量增大，1.8 d后才能抑制磨刀门河口咸情。该研究可为流域调度及咸潮预报提供理论支撑。     

基于极大重叠离散小波变换和Elman神经网络的磨刀门咸潮模拟研究

近年来磨刀门水道咸潮上溯频发,引起广泛关注。对该地区建立了基于极大重叠离散小波变化(MODWT)和Elman神经网络的咸潮模拟模型(MOD-Elman),模拟预测日均氯度,并借助一维纵向扩散方程分析河段的含氯度分布。结果表明:(1)MOD-Elman模型对非平稳的含氯度变化模拟效果较优且泛化能力较好;(2)咸潮影响预测图在一定程度上能反映站点之间各点含氯度变化。利用MOD-Elman模型和一维纵向扩散方程,可预测未来一段时间内磨刀门的受咸潮影响情况,对预警压咸有一定帮助。     

枯季磨刀门水道咸潮活动与压咸控制分析

为进一步认识珠江河口咸潮活动规律和提供调水压咸有关控制参数,本文分析枯季磨刀门水道的盐度监测资料,发现咸潮半月周期内存在入侵期和退落期,在咸潮入侵强烈时上游河段一般的来流量(<4000m3/s)难以保证取水要求,控制上游增加一定的来流量只有在咸潮退落期才具有压咸实际意义;用日最小盐度反映咸潮发展的不同阶段较有代表性,而日最低潮位是决定日最小盐度的主要因素.利用三灶站加权日最低潮位过程可初步判断咸潮入侵期与退落期,同时可利用该潮位过程曲线谷值所对应的时间预报控制上游加大流量的最佳时机起点.资料表明,这一方法比现有方法更符合实际.     

珠江口盐度预测统计模型

采用自回归模型,建立日均流量、日最大潮差和日均盐度的统计模型,实现咸潮日特征值的预报,并且在模型中引入伽马分布函数表征历史盐度的记忆效应,通过重要性系数来描述连续单调衰减趋势。预测结果令人满意,实测值与预测日均盐度值的拟合优度指数达到0. 842 1。模型中采用的伽马分布函数较好地反映历史盐度的贡献,表征盐度的时间延迟现象,对提高盐度预测精度有很好的作用。     

数值分析海平面上升对磨刀门水道咸潮上溯的影响

磨刀门咸潮上溯有逐年增强的趋势,其发生的频率也越来越高。采用非结构有限体积近岸海洋模型FVCOM建立了磨刀门水道三维咸潮水动力数学模型,并采用实测潮位和盐度对模型进行了率定和验证,表明该模型能够较好地反映磨刀门咸潮上溯的水动力情况。采用已率定的模型,对外海海平面上升15 mm的工况进行数值模拟,研究了海平面上升对咸潮上溯的影响。结果表明,海平面每升高1 cm,磨刀门水道平均水位将升高0~1.67cm;磨刀门水道内表层和底层盐度均随着海平面的上升而增大,咸潮上溯的规律不随海平面的上升而改变;磨刀门水道河口处表、底层盐度增幅相差不大且均不随潮差的大小而变化;河道上游段,海平面上升对底层的影响明显大于对表层的影响,而且表、底层盐度均随着潮差的减小而增大;海平面平均每升高1 cm,磨刀门水道咸潮入侵平均上移距离为0.85 km。该研究对压咸措施有一定的指导意义。     

咸潮分析评价方法与预测预报技术的探索与应用

近几年珠江三角洲屡遭强咸潮袭击,居民饮用水安全不断受到威胁,为此水利部珠江水利委员会从2005年起开始调水压咸。咸潮分析评价与预测预报技术在调水压咸实践中不断总结、探索和创新,解决了一系列技术难题,为调水顺利实施提供了可靠的技术保证,在2007年~2008年枯水期珠江水量统一调度中正发挥着更大作用。     

咸潮对城镇供水水质的影响及对策

为应对咸潮对沿海城镇供水的危害,分析了咸潮的成因与危害,研究了咸潮的分布规律及其对市政供水的影响,并根据咸潮期的水质特点,介绍了相应的对策。可为沿海流域水厂工艺的设计、咸潮时的工艺改进提供参考依据。     

北门江河口径流变化对河口段水环境的影响

北门江河口上游水库的修建将导致丰水期水库下泄流量有所减少,枯水期水库下泄流量有所增加,这些变化将会引起北门江河口处的咸潮上溯距离和冲淡水区域变化等生态环境问题。以北门江河口为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型和二维盐度扩散模型,以咸潮上溯和冲淡区为研究对象,分析河口上游修建水库后,在丰水期、平水期、枯水期径流改变的情况下,北门江河口地区咸潮上溯和冲淡区变化规律。结果表明:(1)水库建设后,枯期下泄流量与天然河道中的流量相差不大,对枯期的咸潮上溯距离无显著影响;丰水年6月(汛期)建库后因为下泄流量减少幅度较大,咸潮上溯距离最大增加约1 790 m;平水年6月建库前后流量减少量少于丰水年,建库后咸潮上溯最大增加距离小于丰水年,为1 270 m。(2)水库建设后,由于汛期下泄淡水流量降低,与建库前相比,丰水年6月新英湾海域的冲淡区面积变化最大,在最低潮位时,新英湾海域中冲淡区面积占比减少17.3%。研究成果可为水利枢纽工程对河口地区咸潮上溯和冲淡区的影响评价提供理论依据。     

磨刀门水道枯季咸潮上溯规律分析

该文通过分析磨刀门水道咸潮上溯实测资料,揭示了该水道咸潮运动规律及上溯机理,认为潮汐动力与咸潮运动密切相关,盐度梯度力是促进水道内咸潮上溯的主要动力,径流是抑制咸潮上溯的主要动力,咸淡水混合状态随潮差变化而变化,径流下泄形式以及对咸潮的作用效果也随之变化,由此得出调水压咸的合适时机.     

漳卫河流域洪水预报模型研究

由于传统水文预报模型的局限性,研究基于EasyDHM分布式模型的洪水预报模型,并将该模型应用于漳卫河流域实际洪水预报中.实例验证表明,该模型运用于漳卫河流域的洪水预报中预报精度较高,为洪水预报提供了一个新的模式,具有一定的理论依据和应用价值,对同类洪水预报有一定的借鉴意义.     

于肃陇南“二江一水”洪之过程预报模型研究

通过对区间降水不均匀问题的处理,研制出了适应于甘肃陇南山区特性的洪水过程预报模型。经检验,该模型的预报精度达到了《水文情报预报规范》规定的甲级预报精度要求。该模型已经纳入了《甘肃省水文预报系统》,并投入使用。     

磨刀门外海拦门沙整治工程对咸潮入侵的影响

基于FVCOM模型建立磨刀门海域盐度扩散数学模型,分析研究了磨刀门河口区盐水入侵情况。数值模拟结果与实测资料吻合较好,能够较好地反映珠江河口地区咸潮入侵的垂向分布规律,能够用于磨刀门海域拦门沙疏浚整治工程对咸潮入侵的影响研究。磨刀门海域盐度分布受海水、淡水共同控制,垂向盐度分层分布,并且底部产生高浓度咸潮入侵现象。口门区航道整治工程在一定程度上加剧了咸潮入侵,但对磨刀门水道沿岸地区居民及工农业取水环境不会产生较大影响;应对工程整治措施进行分析论证,最大限度减轻工程实施导致咸潮入侵的程度。     

基于Matlab神经网络的流域年径流量预测

阐述了运用人工神经网络模型对流域年径流量径流序列做出预报,表明人工神经网络模型在水文预报中具有一定的优势。通过BP神经网络算法得到了适合该神经网络模型的训练算法。以渔峡口站年径流量实测序列为研究对象,在数值试验的基础上建立了年径流序列预报的人工神经网络预报模型结构,提高了该模型的预报准确性。     

闽江下游咸潮变化趋势及对策研究

该文根据实测咸潮、水文等资料,分析闽江下游咸潮变化趋势及其对水源的影响,探讨引起咸潮影响加剧的原因。研究表明,近二十多年来,闽江下游河床下切严重,且呈加剧趋势,使闽江下游咸潮影响的时空范围和程度明显加大,严重影响闽江下游水源水质。据此提出减少闽江下游咸潮影响、确保供水安全的对策,供参考。     

中山市给水管网水力模型的应用与建议

介绍了中山市给水管网模型的建立、校验过程,并结合咸潮对中山市的影响,分析了模型的应用,提出了建模、校核及应用的体会与建议。     

北方干旱地区土壤墒情预测模型

为满足农业生产的需求,利用邢台市土壤墒情监测资料,对墒情预报模型参数进行分析计算,建立了适合于该区域的土壤墒情预报模型,最后用实测数据来检验模型的准确性.该模型可对土壤含水量、灌溉时间和灌溉定额进行预报,通过实际检验,模型能满足本区域土壤墒情预报的需要.     

甘肃陇南"二江一水"洪水过程预报模型研究

通过对区间降水不均匀问题的处理,研制出了适应于甘肃陇南山区特性的洪水过程预报模型.经检验,该模型的预报精度达到了<水文情报预报规范>规定的甲级预报精度要求.该模型已经纳入了<甘肃省水文预报系统>,并投入使用.