神头泉流量衰减的时间序列分析

神头泉流量自七十年代初以来不断衰减。本文采用混合回归的随机模型,分别就降水量与松散层地下水开采量对泉流量的影响进行了时间序列分析。结果表明:泉流量变化具有周期性和滞后性;降水量对泉流量衰减影响很小;开采松散层地下水是引起泉流量衰减的主要原因之一。此外,深层岩溶水开采量(包括采煤排水)及泉口取水量的增大也是引起1985年之后泉流量衰减的主要原因。      

神头泉流量衰减原因分析及趋势预测

运用季节分解、回归分析等时序分析方法对该泉42年(1958-1999)的月观测流量资料和大气降水、人类开采地下水资料进行了分析处理。结果表明大气降水的减少是神头泉流量衰减的主要原因,其控制着泉流量变化的基本趋势,而人类活动对泉流量的衰减起促进作用,属次要因素。其中,泉流量对大气降水变化的响应存在11年的滞后期,对390～450mm区间的年降雨量变化响应最敏感; 而泉流量对人类活动的响应只有在第四系孔隙水开采量大于5×107m3/a时才明显。在此基础上,预测了泉流量未来演化趋势。此外,对山西近几十年来出现泉流量普遍减少的原因进行了讨论。      

洪山泉流量动态及影响因素分析

以39年洪水泉流量观测资料为基础，对泉水稳定性、变化特征及影响因素进行了探讨分析，结果表明洪水泉39年的泉水流量动态曲线出现了4个高峰、4个低谷，峰谷交替时间间隔周期为8年左右。大气降水是洪水泉水的主要补给来源，对泉水补给存在着8年的滞后期，是控制着泉水的流量的主要因素，随着多年降雨量的减少泉水流量呈下降趋势，采煤及地下水超采改变了地下水的补经排条件，影响了洪水泉水量水质，也是洪水泉流量减少的重要原因，今后应加强洪水泉的保护，进行合理开发以达到可持续利用的目的。     

基于地下水压力波传播过程的泉水流量灰色系统模型

根据岩溶地下水的运动特征,提出了岩溶地下水压力波形成与传播的概念模型,运用灰色系统理论建立了岩溶地下水的水文模型,包括泉水流量对降水量水力响应时间的求解方法及泉水流量对降水量的响应模型,并以山西柳林泉为研究对象,建立了泉水流量对泉域内不同区域降水量的水力响应时间求解模型。结果表明,泉域南部岩溶裸露区的水力响应时间为1年;泉域北部岩溶覆盖区的水力响应时间为7年,所得结论与泉域地质构造一致。基于南、北二区的水力响应时间,建立了带有时滞的描述泉水流量与降水量关系的GM(1,3)模型,模型回代检验的平均误差为6.05%;模型预测检验的平均误差为12.19%。研究证明,岩溶地下水的运动过程是压力波的形成与传播过程,泉水流量是地下水系统对大气降水的响应;水力响应时间是反映岩溶地下水压力波特性的主要参数,通过它可以实现对岩溶地下水过程的定量化描述和含水层的非均质性识别,基于岩溶地下水压力波传播原理建立的泉水流量对泉域内降水的响应模型可以比较准确地模拟泉水流量,为岩溶地下水资源的开发利用和保护提供了基础资料。     

辛安泉流量变化的时间序列分析

利用时间序列分析方法建立了描述辛安泉流量变化过程的混合回归模型。该模型表明辛安泉当年流量与前1年流量、前11年降水量及前1年岩溶水开采量有关。通过模型对泉流量变化的影响因素做进一步分析，结果显示：1980年是辛安泉流量变化的转折点，大气降水对1980年前的泉流量变化具有控制作用，而岩溶水开采量迅速上升则是1980年后泉流量不断衰减的重要原因。     

娘子关泉水流量的GM(1,2)时滞预测模型

娘子关泉位于山西省阳泉市平定娘子关附近,多年平均流量10. 93m3 /s,是我国北方最大的岩溶泉群。泉域西高东低,西部多为古生界二叠系、中生界三叠系砂页岩覆盖,大气降水入渗在这里形成浅层地下水,这些浅层水是深层岩溶含水层的间接补给水源; 泉域东部为岩溶裸露区,大气降水直接入渗补给深层岩溶水。由于岩溶泉域地质结构的复杂性和含水介质的多重性,泉域降水对泉水补给具有明显的灰色动态特征和时滞效应。本文应用灰色系统理论方法,建立了GM( 1, 2) 时滞模型,运用该模型对娘子关泉水流量进行了预测,结果与实际相接近。      

泉域地下水数值模拟及泉流量动态变化预测

本文对位于岩溶地区的小南海泉泉域地下水进行了数值模拟和水平衡分析，全面分析了降雨、河、渠、库地表水系入渗对地下水动态变化的影响，模拟了泉流量动态变化与区域地下水关系。在此基础上，分析了不同气候条件和开采方案对泉流量的影响。模型计算结果表明，小南海泉流量多年平均相对变化率与降雨量多年平均变化率基本一致，减少泉域地下水开采量，特别是矿坑排水可有效地增加枯期泉流量。     

济南岩溶泉域地下水流模拟

为深入研究济南岩溶泉域地下水资源变化的现状及未来发展趋势,探索地下水资源可持续管理途径,文章建立了济南泉域地下水稳定流和非稳定流模拟模型,分析了地下水流场及泉水流量变化趋势,并圈划了泉群地下水汇流带。在泉群汇流带内开采地下水直接影响泉流量,而水源地开采通过影响泉群汇流带间接影响泉流量。泉流量呈明显的季节性变化,且与降水量紧密相关:丰水期水位升高,泉流量增加;枯水期水位降低,泉流量减少。保护天然补给量与增加人工补给量是保证泉水长流的重要措施。     

娘子关泉流量衰减原因的初步定量化分析

以娘子关泉为例,从水资源系统观点出发,通过系统水资源要素间转换关系的分析,对引起娘子关泉流量的衰减原因进行了初步量化计算。结果表明,在娘子关泉1956- 1979年和1980- 2000年前后两个系列平均流量所减少的4. 07m3 /s中,由于降雨减少、气温升高引起的泉流量减少量为1. 28m3 /s; 泉域西部采煤等导致的水环境变化引起的泉流量减少量为0. 84m3 /s;岩溶地下水直接开采引起的泉流量减少量为1. 48m3 /s。      

神头泉水文地质调查中遥感方法的应用

神头泉位于山西省大同盆地朔县之东北,洪涛山前。涌水量5.6～8米~3/秒,为当地神头热电厂、平朔露天煤矿、农业等重要的水源地。近年来泉水流量有所下降。为了查明神头泉水补给与出露条件,我们于81年夏应用遥感方法对神头泉进行了工作,其后两年间对大同盆地构造及汤渭地堑构造作了进一步的证识,神头泉的补给与迳流也就进一步清楚了。现就遥感方法的应用概述几个问题。     

基于斜率模型的突发型黄土滑坡失稳时间预测

突发型黄土滑坡灾前变形量小,加速阶段历时短,预警预报难度大。为探究该类滑坡失稳时间预测的新途径,降低滑坡造成的经济损失和人员伤亡,以2019年甘肃黑方台地区发生的4起滑坡为研究对象,基于改进的切线角模型确定滑坡变形阶段,提出以改进切线角为指标的简化累计计算方法;采用斜率模型（SLO模型）从滑坡各变形阶段起算进行失稳时间预测,从速度倒数变化趋势、滑坡成灾模式等方面分析预测结果差异。研究发现:（1）斜率模型在突发型黄土滑坡失稳时间预测方面具有一定的可行性,从80°切线角起算得到的预测精度最高;（2）以切线角为划分指标进行简化累计计算能降低数据波动对预测结果的影响,反映预测寿命变化趋势,提高预测精度;（3）速度倒数变化趋势呈“凹”型时提前预测概率大,速度倒数变化趋势呈“凸”型时滞后预测概率大,速度倒数变化趋势呈线性时模型预测精度较高;（4）该模型在黄土滑移崩塌型滑坡中的预测效果要优于静态液化型滑坡。     

基于时间序列与人工蜂群支持向量机的滑坡位移预测研究

总结以往滑坡预测方法存在的诸多不足,针对滑坡监测位移-时间曲线特点,本文提出了一种基于时间序列的人工蜂群算法（ABC）与支持向量回归机（SVR）相结合的滑坡位移预测方法。以三峡库区白水河滑坡为例,通过对滑坡位移、降雨、库水位等因素的分析,研究影响滑坡位移变化的因素。用时间序列加法模型和移动平均法将滑坡位移分解为趋势项和周期项。以多项式最小二乘法拟合滑坡位移趋势项,用人工蜂群支持向量机模型对滑坡位移周期项进行训练和预测。通过灰色系统关联分析法计算多项因子与滑坡位移周期项之间的关联性。最终的滑坡总位移预测值为周期项预测值与趋势项预测值之和。与BP神经网络、PSO-SVR模型方法相比,该方法在滑坡位移预测中有更高的精度,在防灾减灾工作中有较好的推广应用前景。     

葛洲坝下游宜昌-杨家脑河段平面二维水沙数学模型

采用有限体积法,基于曲线网格,建立了葛洲坝枢纽下游宜昌-杨家脑河段平面二维水沙数学模型。利用三峡工程蓄水前后2002-2004年河段实测水沙资料对数学模型进行了验证,预测了三峡工程运用2005-2014年本河段河床冲淤变化趋势,分析了河道冲刷后宜昌站枯水位、芦家河浅滩枯水比降等可能的变化趋势,模型成果可为河段治理对策及措施提供科学依据。     

Numerical modeling of two-phase fluid flow and oil slick transport in estuarine water

Oil spills is one of the most important hazards in the estuarine and coastal water. In recent decades, engineers try to predict the status of oil slick to manage the pollution spreading. The prediction of oil slick transport is carried out mainly by means of numerical models. In the current study, the development and application of a two-phase fluid flow model to simulate oil transport in the marine environment are presented. Different transport and fate processes are included in the developed model. The model consists of the Lagrangian method for the advection process, the Random Walk technique for horizontal diffusion process and the empirical equations for the fate processes. The major forces for driving oil particles are fluid current, wind speed and turbulent flow. Therefore, the multi-component hydrocarbon method has been included to the developed model in order to predict fate processes. As prediction of particle velocity components is of major importance for oil slick advection, therefore the binomial interpolation procedure has been chosen for the particle velocity components computations. In addition, shoreline boundary condition is included in the developed model to simulate shore response to oil slick transport near the beaches. The results of the model applications are compared with the analytical solutions, experimental measurements and other numerical models cited in literature. Comparisons of different sets of results represent the capability of developed model to predict the oil slick transport. In addition, the developed model is tested for two oil spill cases in the Persian Gulf.     

SARS传播时间过程的参数反演和趋势预测

以公布的香港和北京SARS疫情数据为实例，采用SIR模型对SARS传播的时间过程进行参数反演，获取两地SARS高峰期、住院人数、移出系数等重要参数，模型计算结果与实际数据基本相符，通过参数反演很好地解释了SARS时间传播过程，说明SIR模型可以用于SARS传播的数据拟合、趋势预测和过程模拟。     

洛阳市浅层地下水硬度的灰色数列预测

洛阳市浅层地下水硬度上升问题突出。要解决水质硬化问题，必须掌握市区浅层地下水硬度的时空发展趋势。灰色数列预测是一种较好的趋势预测方法，不需要大量数据，而且是一种动态的分析过程。本文将市区的浅层地下水硬度作为灰色量，用已有的硬度数据建立GM（1，1）灰色模型，预测其未来的变化趋势。目的在于为改善洛阳市浅层地下水质，解决水质硬化问题提供一个参考依据。预测结果显示，灰色模型具有较好的预测效果。除局部地段外，洛阳市大部分地方的浅层地下水硬度呈上升趋势；硬度在空间分布上会发生变化。     

基于非平稳时间序列分析的滑坡变形预测

滑坡的位移监测资料通常可用来预测滑坡的变形发展趋势,位移的发展反映了滑坡的变形过程.为了预测在现有条件持续情况下的滑坡变形趋势,将滑坡位移监测数据视为非平稳时间序列,应用时间序列分析方法,建立了滑坡变形趋势的预测模型.以三峡库区秭归县白水河滑坡为例,通过对变形预警区监测点位移实测时间序列的分析,取监测点ZG93和XD-04为代表,建立了时间序列预测模型,从第17个月开始向前做6步预测,分析预测曲线与实测曲线之间的关系,并计算预测误差,结果显示除个别数据点之外,预测误差均在±9%以内,曲线吻合较好,说明所建模型效果良好,从而为判断白水河滑坡未来的变形发展趋势提供了可靠的理论依据.     

Flow discharge simulation based on land use change predictions

Haraz River is one of the most important rivers in Iran, which has been faced with successive inappropriate land use changes and environmental degradation practices in recent decades. In this way, the impact of land use changes on stream flow generation, evaporation and hydrological processes of the Haraz basin has been studied. Land use maps for the years of 1988, 2000 and 2013 were prepared and assessed for any changes in land use using land change modeler and logistic regression methods. GEOMOD method was also used for accuracy tests of models. The calibration periods of 1988–2000, 1988–2013 and also Markov chain with hard prediction model were applied in order to predict the future land use for 2025. Besides, SWAT model was used to evaluate the watershed-scale impacts of land use change. Evaluating the calibration periods using GEOMOD method and some parameters showed a more accurate prediction for the period of 1988–2013 than the 1988–2000 period. Likewise, the results indicated that the rate of changes from 2013 to 2025 will be decreased in terms of forest and range lands (6751.05 and 168,09.01 ha, respectively) and will be increased in terms of residential areas, irrigated farming, gardens and bare lands up to 1567.2, 1405.68, 3039.38 and 174,05.55 ha, respectively. The assessment of model efficiency showed that the SWAT model has acceptable performance to simulate the flow discharge. Overall, the model outcomes indicated that land use changes lead to increase the average runoff in the study area. As a matter of fact, this issue has significant effects on water resources, economic and social situations, and hence, efficient strategies are needed for an integrated management in the Haraz basin.     

基坑变形的灰色-时序动态预报方法

基坑变形是一个动态的相互依存的过程。在基坑开挖与施工过程中,可用灰色理论GM(1,1)与时间序列AR组合模型预测其变形发展。灰色模型预测发展趋势,时间序列预测其随机部分。根据某时间序列变形观测值分别建立灰色与时间序列预测模型,并随着新数据的加入适时修改模型参数。工程实例研究表明:用组合模型预测变形值,其误差大多数情况下小于5%;在数据较少或变形数据变化较大时,组合模型预测值明显优于单一模型预测值。但在数据较多且变化平稳时,用单一的灰色模型与灰色时间序列组合模型预测误差相差不大。预测步数越多,则预测精度越低。     

基于Monte-Carlo方法的土石围堰挡水导流风险分析

运用Monte-Carlo方法模拟施工洪水入库过程和导流建筑物泄流的随机性,通过仿真分析确定上游围堰堰前水位变化过程及其分布函数.在此基础上,根据导流建筑物的设计规模确定导流系统的风险.通过实例验证分析说明,研究方法和计算模型是可靠的、适用的.