Logistic回归模型在径流丰枯形势预测上的应用

年度径流丰枯形势预测对电厂生产计划安排及市场竞价具有重要意义。基于SAS平台，以瀑布沟水库1937~2006年的历史径流资料为例，探讨了基于Logistic回归模型进行径流丰枯形势预测的可行性。先应用集对分析法对各年份进行径流丰枯分类，其次以径流丰枯状态为因变量，采用Logistic回归模型进行影响径流状态的危险因子筛选，结果表明1、7月的流量对径流丰枯分类影响最为显著；最后利用累积Logistic回归模型得出径流状态一步转移概率矩阵，与马尔科夫法计算结果对比表明，采用Logistic回归模型进行丰枯形势预测是可行的。     

王快水库与西大洋水库连通条件下入库径流演变及影响因素分析

研究王快水库与西大洋水库两库连通状态下的入库径流变化规律与丰枯遭遇,对于保障雄安新区用水安全有重要意义。基于1971~2015年共45年的径流和降水的月数据系列,利用滑动平均法、有序聚类法、不均匀系数、集中度、集中期和频率分析法等,研究了王快与西大洋水库入库径流的年际年内变化,并分析了两库的丰枯遭遇状况。结果表明,王快水库与西大洋水库年际入库径流总体呈减少趋势,随时间变化表现出丰枯交替现象,45年间均出现两次突变,突变时间为1979、1996年;入库径流年内分配不均匀性、集中程度均呈下降趋势,随着时间推移入库径流年内分配趋于均匀,两库入库径流的变化规律在年际、年内一致。不论是全年还是年内各月,王快水库与西大洋水库丰枯同步频率大于丰枯异步频率,丰枯同步性高,丰枯补偿特征不明显。入库径流的变化受降水及人类活动的综合作用影响。研究成果可为径流调控提供参考。     

基于加权秩次集对分析法的年径流预报模型

针对秩次集对分析方法在年径流预报中存在的问题,对其历史集合中的各元素所在位置与后续值的位置之间的间隔赋予了不同的影响权重,构建了年径流加权秩次集对分析预报模型,给出了模型在年径流预报应用中的步骤,利用黑河干流莺落峡站1945～2009年的实测径流资料检验了该模型的有效性,并与秩次集对预报模型、ARIMA预测模型及BP预测模型的预测结果进行了比较。结果表明,加权秩次集对预报模型的平均误差为12.29%、合格率为100%,本文对秩次集对预报模型的改进有效、可行。     

汾河上中游生态径流量计算研究

选取汾河干流1965~2003年天然月均径流资料,分别采用逐月最小生态径流计算法和逐月频率年内展布计算法,计算汾河干流汾河水库、兰村、二坝3个水文测站的生态径流量。计算结果表明,逐月最小生态径流计算法和逐月频率年内展布计算法计算得到的生态径流量,均符合Tennant法评价标准中生态功能目标的要求。与逐月最小生态径流计算法相比,逐月频率年内展布计算法计算确定的生态径流量更有利于河流生态健康,更加贴近天然河流年内丰枯变化状况。     

基于Morlet小波理论的煤炭开采区河道径流演变特征分析

窟野河位于陕北煤炭开采地区,研究其径流变化特征对当地生态环境保护具有重要意义。基于窟野河1958～2017年实测径流资料,分析了其年内径流分配特征,并运用R/S法、有序聚类法、Morlet小波理论等方法分别研究了近60年径流变化的趋势性、突变性和周期性。结果表明,窟野河径流年内分配正由极不均匀转向较均匀,目前径流量呈显著下降趋势且Hurst指数大于0.5,表明未来一段时间仍将持续下降;研究期内河道径流序列的突变时间分别为1979、1996年,可将其划分为三个阶段;且径流序列存在4、15、28年三个波动周期,短周期嵌套在长周期的丰枯交替转化过程中,大约经历了6个15年和3个28年波动周期的丰枯变化。     

松花江佳木斯站径流变化规律及演变趋势分析

以松花江佳木斯站为例,基于1953~2007年径流时间序列资料,采用累积距平法、累积滤波器和Mann-Kendall秩次相关法等,分析计算了年径流丰枯期、阶段性、径流年内分配不均、集中度和集中期及年径流、月径流的长期演变趋势,获得了佳木斯站径流年际变化特征、规律及演变趋势,为深入研究黑龙江下游的水文情势、生态环境保护、界河开发提供了依据。     

集对分析在水文统计、分类及相似性分析中的应用

利用1989～2008年北部湾钦江陆屋站实测流量、水位和降雨资料及北部湾12个小河流域特征值,根据集对分析的联系度原理进行水文相关分析、分类及相似性选择计算。结果表明,集对分析法可简单、准确、可靠地分析水文水资源现象中不确定性的复杂结构,能进一步完善水文水资源不确定性分析方法。     

浑河干流径流变化及其驱动力分析

根据浑河干流大伙房水库、沈阳和邢家窝棚3个水文控制站1964~2011年的逐月径流资料和逐月降雨资料,运用数理统计、Kendall秩次检验、R/S分析法和M-K突变检验等方法,计算分析了浑河流域径流的年际变化、代际变化、年内分配和径流变化趋势等多种特征,并利用降水—径流双累积曲线法研究了浑河流域降水和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明,浑河流域径流的年际变化剧烈,下游的变差系数与极值比大于上游,说明下游更不利于水资源综合利用和管理;浑河干流丰水期历时短,枯水期历时长,大部分年份处于枯水期;浑河干流径流的代际变化不明显,但径流年内分配很不均匀,主要集中在5~10月,约占全年径流量的75%;浑河流域的径流序列呈现出丰枯交替变化,处于不显著递减状态;影响浑河干流径流变化的主要因素是人类活动,其次是降水变化。     

月径流模糊随机模拟技术

本文提出月径流生成的模糊随机模拟技术。文中以月径流为指标,将年径流系列按模糊划分聚类分析方法进行丰、枯的分段,能较好地处理月径流生成中年径流总量与其年内分配间的有机联系。     

云南元江流域水库汛期来水对降水旱涝急转的响应关系研究

基于1990～2016年元江流域水库水文资料,采用标准化降水异常值和标准化来水异常值指标识别降水旱涝急转和水库来水丰枯转换现象,构建了旱涝急转与来水丰枯转换事件强度指标D_(WAI)与W_(DIAI),建立了D_(WAI)与W_(DIAI)之间的响应关系,并分析了相关参数与水库集水面积之间的关系。结果表明,元江流域水库降水与来水年内分配极不均匀,降水主要集中在5～11月、来水集中在6～11月,分别占年降水量80%以上和年来水量的70%以上;流域内9个站点1990～2016年期间,汛期发生旱涝急转事件87站次,来水丰枯转换事件77站次。旱涝急转事件与来水丰枯转换事件并不完全对应,共有41站次降水旱涝急转与来水丰枯转换一致。建立了降水旱涝急转强度和来水丰枯转换强度之间的线性回归模型(R~2=0.807 3),但不同站点回归方程的斜率存在差异,进一步探讨表明斜率与集水面积存在非线性幂函数关系(R~2=0.730 9)。     

基于CA和SPA的黄河源区水沙变化关系研究

基于唐乃亥水文站1956～2009年实测年径流量和年输沙量序列,应用协整分析和集对分析方法量化探讨了黄河源区水沙变量之间的波动关系。结果表明,年径流量与年输沙量之间存在协整关系;黄河源区年径流量和年输沙量波动的同一度最高,对立度最小且仅为0.02;黄河源区水沙变化具有较稳健的同步波动关系。     

未来气候情景下兰江流域径流响应模拟

通过耦合SWAT水文模型和SDSM统计降尺度模型,研究全球气候变暖背景下兰江流域未来气候及其径流响应。选用2008～2019年兰溪水文站径流资料建立月尺度SWAT模型,将2030～2100年CanESM2模式RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种情景数据降尺度到兰江流域各气象站点,生成未来气候数据并输入到已校准的SWAT模型,模拟未来气候变化下的径流响应。结果表明,未来兰江流域径流呈上升趋势,RCP8.5情景增幅最大,RCP2.6情景次之,RCP4.5情景涨幅最小。各时段年径流量呈不同变化趋势,RCP2.6情景下为增至峰顶后稳定,RCP4.5情景下为增至峰顶后减少,RCP8.5情景下为持续上升态势。     

汉江流域降水、蒸发及径流长期变化趋势及持续性分析

分析汉江流域降水、蒸发、径流等水文要素长期变化趋势是开发利用汉江水资源、研究人类活动对江汉流域生态环境影响的前提。基于汉江流域13个水文站1960～2003年逐月降水量、气温观测资料,采用高桥蒸发模型计算了汉江流域年径流量,采用Mann-Kendall非参数检验法分析了该流域降水量、蒸发量、径流量的变化趋势,并由Hurst指数分析了各水文要素变化趋势的可持续性。结果表明,采用高桥蒸发模型间接计算年径流量适应性较强,值得推广;汉江上游多数站点年降水量减少,下游站点年降水量增加,且变化趋势不显著;上游站点年蒸发量增加趋势显著,其余站点变化趋势不显著;上游多数站点年径流呈不显著减少状态,下游钟祥、天门和武汉站径流呈不显著增加状态;各站点水文要素均具有很强的持续性,降水、蒸发、径流的常数C分别为0.73、0.95、0.97。     

水文综合改变度动态评估模型构建与应用

根据龙羊峡水库下游贵德水文站1954～2017年流量数据,利用粗糙集理论、集对分析理论及变化范围法确定水文综合改变度,通过集对-马氏链评估方法建立了一种关于水文综合改变度的动态评估模型,探讨龙羊峡水库水文综合改变度变化及趋势。结果表明,该模型在时段预测及稳态预测有较好的表现;2013～2017年时段的模型预测结果与实际计算结果相同,同为中度改变;现阶段水文综合改变度处于高度改变状态,但具有逐渐向好的态势,经多个周期变化达到稳定态势后呈现为低度改变。     

漳河年径流量的变化趋势研究

采用Mann-Kendall法对浊漳河侯壁站、清漳河匡门口站1956~2007年的年径流系列进行趋势和突变检验,揭示了两站年径流量呈明显衰减的趋势,并分析了导致径流量衰减的原因,考虑气候变化和人类活动对径流情势的影响,预测了丰、平、枯水年的径流量,为漳河水资源的公平合理分配提供依据。     

基于小波变换的组合随机模型及其在径流随机模拟中的应用

首先对原始水文序列施行A Trous小波分解，得到各分过程，再对分过程进行分析与识别，确定它们所具有的主要成分。然后分别建立适当的随机模型，最后运用A Trous重构算法得到原水文序列的组合随机模型。以屏山站年径流过程为例进行随机模拟研究。结果表明该法概念清晰，结构简单，方便实用。     

基于多模型的黄河源区径流极值情景预测

基于HadCM3提供的未来情景,采用HBV模型、新安江模型、TOP模型和径流极值的评估方法,分析和预测了气候变化下黄河源区径流量的变化情况。结果表明,三个模型均能较好地模拟黄河源区唐乃亥站的历史径流系列;在A2和B2情景下,黄河源区未来多年平均径流量呈减少趋势,径流年内分配的变化表现为夏、秋季节的径流量显著减少,而冬、春季节的径流变化趋势随水文模型的变化而变化;未来高流量事件的发生频率呈减少趋势,洪水强度可能会进一步缓和,而冬季低流量事件频繁发生的可能性增加。