基于C_I指数的贵州省干旱时空变化规律研究

贵州干旱频发,亟需采用合理的干旱指标分析研究干旱发生的时空变化规律,指导抗旱工作。与单项干旱指数相比,综合气象干旱指数(CI)同时考虑了降水和蒸散能力对干旱发生的累积效应,更能精确地反映不同的干旱状况。验证了CI指数在贵州的适用性,采用统计分析法研究了贵州省50年来干旱发生的频率、范围和强度。结果表明,贵州省年干旱发生频率很高;全年干旱频率分布从东北向西南逐渐增高;四季中,春旱发生频率最高,由西南向东北呈递减趋势,夏旱南北差异不显著,秋旱发生频率呈现自西北向东南逐渐增高的条带状分布规律;干旱持续日数和干旱强度呈周期性变化。     

计及配电网设备利用率的源荷匹配评价

为了快捷有效评估光伏并网后设备利用率变化情况,丰富现有源荷匹配评估指标体系,本文建立了一套考虑配电网设备利用率的源荷匹配评估方法。首先对分布式光伏与负荷特征、设备利用率指标进行分析,构建了包含波动匹配度、电量匹配度、消纳匹配度与负荷偏移度的源荷匹配评估模型,借助拉开档次法进行指标赋权并得出源荷匹配综合得分,依据综合结果直接判断分布式光伏并网对设备利用率的影响程度。最后,依据江苏某工业园区电力用户源荷数据进行指标计算并进行设备利用率变化评估,对照设备利用率指标验证了评估指标体系合理性与有效性。     

塘坝洼地蓄水对河川径流的影响研究

受流域平原洼地塘坝滞蓄影响,我国北方长期干旱后出现初期降雨不产流现象,在三水源新安江模型的基础上需增加一个线性水库以反映塘、坝洼地的蓄水影响,并应用于北方半湿润地区的蓟运河流域.结果表明,改进后的三水源新安江模型在率定期与验证期均取得较好的模拟效果,确定性系数达80%以上,并能定量分析塘坝洼地调蓄对初期降雨径流的影响.     

1960年以来河南省引黄灌区干旱特征分析

根据河南省引黄灌区内及其周边12个气象站点近54年的逐日气象数据,利用综合气象干旱指数和Mann-Kendall秩次相关分析,分析了河南省引黄灌区不同时段降水量的变化趋势及干旱时空变化特征。结果表明,研究区内秋季降水表现出不显著的减少趋势,其他季节降水整体上表现为不明显的增加趋势;研究区多年平均干旱覆盖百分率为27.3%,多年平均干旱发生频率为51.0%;与其他季节相比,冬季研究区内干旱发生频率大,影响范围广,是一年中干旱发生最严重的季节。     

降雨重现期标准化及其在某滑坡稳定性评价中的应用

鉴于三峡库区降雨标准化、定量化研究对库区降雨型滑坡稳定性评价与预测具有重要意义,采用数学期望公式(Weibull公式)与P-Ⅲ型频率曲线相结合,在海森几率格纸上绘制降雨频率曲线的方法求取不同降雨重现期时万州区4~6月单次最大降雨过程,在此基础上,以万州区某滑坡为例,对稳定性与破坏概率进行计算。结果表明,通过降雨频率曲线,可以找到不同极值降雨过程重现期对应的降雨量;库水位下降期间浸润线逐渐趋于凸型;该滑坡是库水+暴雨复合型滑坡;在20年(及以上)一遇暴雨与库水位联合作用下,滑坡将达到欠稳定状态。     

南水北调中线沿线水资源配置影响因素分析

我国水资源时空分布不均,与经济社会发展空间格局不匹配,实施跨流域调水工程、实现资源均衡利用是解决缺水地区水资源紧缺的主要手段。为此,基于2015年1月～2018年9月中线实际监测数据,从库容、灌区、地区水资源量等多角度分析了南水北调中线调水工程(运行初期)中影响沿线地区水资源分配的主要因子。结果表明,在南水北调中线工程运行初期,丹江口水库库容量、灌区需水量、特殊季节(冬季冰期)、城市的发展地位、地区人均水资源占有量、人口数量和特殊地区条件等因素均会影响地区水资源分配。研究结果为其他跨流域调水工程中(运行初期)沿线水资源合理分配提供了科学支撑。     

基于典型站点的淮北平原区不同时间尺度下五项干旱指数分析

利用蚌埠气象站1987~2016年的逐日降雨、气温等数据,计算了蚌埠站近30年不同时间尺度下典型的五项干旱指数(Pa、K、Z、SPI、SPEI),分析了年、季、月尺度下五项干旱指数表征的干旱变化特征的差异性,并与实际旱情资料进行对比分析,探讨五项干旱指数适用情况。结果表明,五项干旱指数均能显示区域内干旱的发生,在各尺度上的波动变化大致相同,相关性较好;在年尺度上,皆显示蚌埠地区为典型的3年一旱,K与实际旱情更为相符,其次为SPEI;在季尺度上,Pa、Z、SPI、SPEI计算得到的干旱频率和干旱程度偏低,K显示夏秋冬三季旱灾多发,且形成夏旱的趋势显著;在月尺度上,K表现较好,多发生轻旱和中旱,且每年有4~6个月发生不同程度的干旱事件。     

甘肃省气象干旱的多尺度时空变化综合分析

为给甘肃省抗旱减灾提供理论和决策依据,选取甘肃省境内的52个气象台站1951~2010年的月降水数据,基于标准化降水指数（SPI）,采用干旱强度分析、干旱频率分析及小波分析等方法对不同时间尺度的气象干旱强度、频率、空间分布、周期分析等时空变化特征进行了研究。结果表明,不同时间尺度的SPI对干旱表征效果有差异;干旱频率和强度呈规律性的时空变化,年代际变化呈现大旱大涝的特征;中旱以上频率分布在26%~60%之间,极端干旱以上频率分布在2.01%~18.00%之间;雨季和旱季干旱强度均呈现下降趋势;干旱以13年为主周期变化;全省旱情分布呈现出从西北地区向东南地区逐渐减弱的趋势,局部湿润地区有变旱的趋势。     

干旱历时与干旱烈度的尾部相关性分析

针对干旱频率分析中干旱历时与干旱烈度两变量间的尾部相关性问题,基于四川省30个代表性站点1958~2012年的逐月降雨资料,采用SEC法计算了各站点干旱历时与干旱烈度的经验尾部相关系数,分析了Archimedean Copula函数在描述干旱变量尾部相关性时的差异。结果表明,四川省干旱历时与干旱烈度的上尾相关系数介于0~1之间,下尾相关系数为0,因此该地区干旱历时与干旱烈度上尾相关,下尾渐近独立;Archimedean Copula函数族中Clayton、Frank和Gumbel三种函数的对比分析表明,仅Gumbel Copula函数能较好地描述两变量间的上尾部相关性,其他函数效果不佳。     

卫星降雨在流域水文设计中适用性分析

为获取雨量站网稀疏或缺资料地区的降雨径流设计值,假定历史时期花园流域内仅有一个雨量站,借助流域31年(1983～2013年)PERSIANN-CDR卫星反演日降水数据,建立由雨量站与卫星降雨推求流域平均雨量的方法,利用新安江模型模拟日流量,并推求径流设计值,与实际值对比来检验卫星降水反演水文设计值的可行性。结果表明,直接利用PERSIANN卫星反演流域降雨误差较大,采用基于雨量站降雨与卫星降雨的人工神经网络(ANN)法计算流域平均降雨的精度有大幅提高;各雨量站模拟情景下日径流模拟确定性系数变化范围在0.50～0.79之间,年最大1、3、7d各频率设计流量与实测系列相对误差多数在20%以内,可为流域水文设计提供参考。     

Wakeby分布对水文干旱指数建立的适用性分析

为更准确地描述流域干旱,以汾河上游上静游站、汾河水库站的月、季、年径流量为例,计算了其对Wakeby分布、Kappa分布、广义Pareto分布、P-Ⅲ型分布拟合情况,选取最优分布,以此构建径流干旱指数SDI并进行正态标准化,对研究区的水文干旱事件进行等级划分,并依据历史记载干旱进行验证。结果表明,Wakeby分布计算得到的干旱情况与实际干旱事件基本吻合;1958～2016年间上静游、汾河水库站月尺度干旱发生频率为65%以上,以中、轻旱为主;旱情于春冬两季多发,月、季尺度干旱发生频率较稳定。Wakeby分布对于研究区径流数据有良好的适用性,其他相似地区构建干旱指数时也可将其作为参考分布。     

多种干旱指标在天津地区干旱评价中的应用

以天津地区为例,基于1954~2011年的月降雨和月气温等气象资料,比较分析了标准化降水指数（SPI）、帕默尔干旱指标（PDSI）和标准化降水蒸散发指数（SPEI）三种干旱指数在不同时间尺度的相关性,并探讨了在干旱事件评价中的应用效果。结果表明,不同时间尺度的SPI和SPEI相关性显著,PDSI与年尺度SPI、SPEI显著相关,SPEI对实际旱情的判断稍优于SPI和PDSI;天津地区持续干旱在加剧,值得进一步关注。     

PCA-逐步回归模型在能耗评估指数中的应用及预测

能耗评估指数的高低是衡量能源消费水平的重要因素,基于SPSS22.0,应用主成分分析法(PCA)研究了影响贵州省能源消费评价的要素,结合贵州省的实际情况和相关数据进行降维提取主成分,得出生活质量指数是影响贵州省能源消费水平最重要的第一内生因素,再依据综合得分Y构建2001-2012逐步多元回归分析能耗评估指数预测模型,用2013-2017年的五组数据验证模型的合理性.结论 研究表明,贵州省的能耗评估指数与地区生产总值、能源工业投资、终端能源消费量呈正相关,而与单位GDP能耗呈负相关,为贵州省能源消费指数评价提供有效参考.     

基于BVMD-Attention-GRU的中长期干旱预测

干旱是一种由长期缺水导致的现象,及早发现干旱现象并预测其程度,对于科学防旱抗旱至关重要。为此,提出一种基于变分模态分解算法(VMD)和融合注意力机制(Attention)的门控循环单元(GRU)的干旱指数预测方法。首先使用蝴蝶优化算法(BOA)对VMD进行参数寻优,将标准化降水蒸散发指数(SPEI)数据分解为一组波动性较小的子序列;然后将注意力机制引入GRU模型,对各子序列进行预测;最后将各子序列预测结果加和得到SPEI预测值。使用BVMD-Attention-GRU模型对乌鲁木齐市SPEI进行预见期为6个月的中长期预测,并构建GRU、VMD-GRU、BVMD-GRU模型进行对比试验。试验结果表明,BVMD-Attention-GRU模型具有更高的预测精度,适用于中长期干旱预测。     

长期循环荷载作用时单桩式海上风力机结构自振频率的影响规律研究

基于FLAC^3D有限差分计算平台,建立风力机结构自振频率数值计算模型,并与工程监测的自振频率数据进行对比验证模型的有效性;然后通过嵌入土体刚度衰减模型（DSM）,考虑长期循环荷载对地基刚度的影响;探讨不同大小的循环荷载、不同的循环加载次数对海上风力机结构体系自振频率的影响规律,提出自振频率衰减公式;最后结合既有的风力机结构体系自振频率简化计算方法,建立单桩式海上风力机长期自振频率简化评价方法。结果表明,循环荷载的增大、加载次数的增加会导致海上风力机结构体系自振频率较小;风力机结构体系的设计自振频率应偏移3P,以保证海上风力机的长期运营安全。     

标准化综合干旱指数在北汝河流域干旱评价中的应用

河南省北汝河流域频发的干旱灾害严重影响工农业生产和人民生活,分析评价干旱旱情对指导抗旱救灾、减轻干旱灾害损失具有重要意义。采用新安江模型模拟计算北汝河汝州站以上流域1985～2016年日尺度径流深、蒸散发、土壤含水率,对其月尺度值与月降水量进行核熵成分分析,构建综合干旱指数,在对比分析不同分布函数拟合优劣的基础上选取拟合最优的对数逻辑斯特分布函数对综合干旱指数进行标准化得到标准化综合干旱指数;基于标准化综合干旱指数分析流域1985～2016年干旱情势演变,并与标准化降水指数和降水距平百分率的评价结果进行比较。结果表明,北汝河流域1985～2016年干旱事件发生频率呈增加趋势;标准化综合干旱指数对轻度干旱事件更为敏感,能较好地反映流域干旱特性及典型干旱事件的演进过程。研究结果为北汝河流域抗旱减灾提供了科学支撑,亦对其他地区干旱评价具有借鉴意义。     

基于物联网大数据的城市降雨径流控制率分析

针对海绵城市降雨径流控制率监测的两大技术难点——监测设备布置难题和数据统计难题,采用基于物联网和大数据的监测技术及自动分析算法,以我国某海绵城市试点区为例,对全区域81个雨水排口进行子汇水区域划分,制定了监测方案,并获得了降雨场次下的全过程降雨的监测数据,基于超过40万条监测数据,计算了不同降雨量下研究区域的径流控制率,并提出了基于污水管网监测的降雨径流控制率修正方法。结果表明,在降雨日中,确实存在雨水进入污水管网的情况,因此在监测方案中应同时考虑对污水管网进行有效监测;在34.4、13.2、9.4、19.4 mm降雨条件下,研究区域径流总径流率依次为65.14%、81.48%、87.39%、78.81%,与研究区域设计降雨量27.4mm及75%的径流控制目标相比,海绵城市的建设可满足年径流总量控制的目的。     

不同自然降雨雨型下红壤坡地地表径流和壤中流输出特征

我国南方红壤丘陵区受降雨和土壤性状影响,洪涝灾害与季节性干旱等问题并存,研究坡地降雨过程中径流输出特征具有重要意义。为此,利用江西省水土保持生态科技园内大型土壤渗漏装置,研究了3年期间32场天然次降雨下植草覆盖、干草敷盖和裸露3种不同处理的红壤坡地径流输出特征。结果表明,小雨雨型下,研究区红壤坡地均不产生地表径流;中雨雨型下,植草覆盖、干草敷盖、裸露处理的壤中流所占地表径流和壤中流总量比例分别为58%、80%和12%;对于促进降雨入渗,干草敷盖最优。大雨及以上雨型下,植草覆盖和干草敷盖处理以壤中流为主,占比分别为63%和64%,裸露处理以地表径流为主,占比93%。在红壤坡地开发中除栽种植物加强植被覆盖外,辅以敷盖措施能起到更好的保水保墒效果。     

云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。     

局地暴雨对南水北调中线水位流量的影响

为准确分析短历时强暴雨对渠道水位流量的影响,以南水北调中线北拒马河节制闸区域为例,建立考虑降雨过程的一维非恒定流仿真模型,设定不同的雨区覆盖范围,模拟了降雨频率P=1%、降雨历时120min典型设计暴雨下渠道的响应过程。仿真表明,暴雨使雨区上游流量减小,距离雨区越近,减幅越大;使雨区内渠道的流量增大,且距离雨区中心越近,增幅越大。暴雨过程中,无论雨区范围大小,最大水位升幅均出现在北拒马河节制闸闸前,幅度与暴雨强度相关,降雨频率P=1%、降雨历时120min暴雨条件下为0.09m。暴雨结束后,随雨区覆盖范围的差异,北拒马河节制闸的闸前水位分别呈现下降、不变或上升趋势。当雨区范围达76km时,水位开始上升;当雨区范围达180km时,水位历时48h升至预警水位。