T-S-K模糊逻辑算法在抚河水文预报中的应用

目前我国水文机构存有大量的水文数据,如何充分有效地利用智能算法对这些数据进行分析和挖掘,降低预测的复杂度并提高水文预测的精度,是水文预报的一个重要的发展方向。数据挖掘中的T-S-K模糊逻辑算法从大量数据中提取未知、可操作、有相关性的水文模式和关系用于水文预报。本文以抚河上下游3个重要水文站历史数据为实例,建立T-S-K模糊逻辑算法水文预报,分析结果表明该算法所建模型误差较小,预测精度高,可满足实际水文预报需求。     

灰色理论在中长期水文预报中的应用研究

通过水文气象数据,建立系统模型对某一水体、某一地区或某一水文站在未来一定时间内的水文情况做出科学准确可靠的高精度预测,T提高对防洪、抗旱、水资源合理利用和国防事业中的应用。总结分析中长期水文预报模型的现状及传统模型存在的问题,讨论灰色水文预报模型详细构建步骤及模型精度检验方法,并通过实例数据分析验证构建的灰色水文预报模型的可行性与可靠性。     

考虑水文预报误差的三峡水库防洪调度图

分析三峡水库入库流量短期预报结果,采用非参数方法估算预报相对误差的概率密度函数。以防洪为目标,同时兼顾发电、通航等要求,建立了防洪调度模型,采用差分进化算法求解,得到了汛期防洪优化调度图。通过比较不考虑预报、现有预报方案、准确预报3种情况的调度结果,分析了水文预报误差对防洪调度的影响。结果表明,无论考虑预报与否,与现有设计方案相比,汛期防洪优化调度图的发电量都增加,弃水减少,削峰率有所提高;而考虑预报信息有助于调控洪水,提高预报精度有助于增加水库抵御大洪水风险的能力;基于模拟现行作业预报方案,汛期防洪优化调度图比设计调度方案发电量增加5.3%,弃水减少5.9%,削峰率提高1.7个百分点,防御1000年一遇设计洪水的能力大大提高。     

昌吉地区水文预报与水资源优化管理技术探讨

水文预报与水资源优化管理是当今水文学科的重要分支,对于预报区域内未来水文状况具有重要的作用。基于水文预报与水资源优化管理技术,以昌吉地区近十年来的8个水文站实测数据为支撑,引入周期迭代ARIMA技术进行水文计算及预测,确定昌吉地区水资源参数、构建水资源管理模型;通过模型分析数据可知:依托构建的昌吉地区水资源管理模型,可有效提高吉昌区域的水资源综合利用效率,减少水资源能耗,实现昌吉地区水资源优化管理。     

中国水文情报预报的现状及展望

中国地处东亚季风区,是世界上最严重的气候脆弱地区之一。特殊的地形、地貌和气候特征决定了水旱灾害频繁, 已成为我国经济和社会发展的重要制约因素。水文情报预报是防灾减灾最重要的非工程性措施,是防汛抗旱工作的尖兵、耳目和参谋。在我国历年的防汛抗旱、水资源管理与保护、水工程运行管理等工作中发挥了重要的作用,取得了显著的经济效益和社会效益。上世纪90年代以来,随着计算杌、通信、网络、遥感、地理信息系统等现代信息技术在水文情报预报领域的推广应用,以及水文预报理论和方法的不断发展,我国水情报汛站网、水情信息采集与数据传输、水文预报模型、水文情报预报业务系统开发等都有了较大的进展。展望我国水文情报预报工作的未来,作者建议完善水情报汛站网的规划和建设,加强水文预报基础理论研究,推进洪水预报系统标准化建设,开展重点防汛地区的洪水演进仿真模型研究,强化作业预报管理制度建设,拓宽水文预报服务内容,建立健全服务体系。     

无资料地区水文预报研究的方法与出路

无资料地区的水文研究是最近国际上水资源水环境研究的热点.总结了中国过去在流域洪水预报和设计洪水计算中针对无资料地区研究所取得的相关成果,指出现代水文学应该充分运用新的系统理论和方法,依靠计算机技术和遥感手段,在水文数值模拟方向上寻找无资料地区水文预报的新出路.对无资料地区的水文研究要从有充分实测资料的流域开始,人为隐去部分站点的实测数据以检验依靠剩余少量数据而建成的水文模型的适用性和精度.最后分析了流域分布式水文模型、空间插值、四维同化技术等方法在无资料地区水文预报中的意义和作用.     

水文模型选择及其研究进展

水文模型是人们认识水文循环过程,进行水文预报和水资源管理的重要工具和手段.在水文预报和水资源管理事务中,针对具体的预报和决策目标,需要根据研究区本身特征、各类数据现状,选择符合实际需求的水文模型.详细分析水文模型选择的必要性及其在水文建模及模型应用中的地位,在回顾水文模型选择研究现状基础上,总结水文模型选择的基本原则,并对各种水文模型选择方法进行分类,进而明确提出水文模型选择的概念,最后提出基于知识、水文模型特性及数据资料等相结合的综合水文模型智能选择框架,探讨水文模型选择的发展趋势.     

降水临近预报及其在水文预报中的应用研究进展

随着全球气候变化、自然变迁及陆表生境改变,极端天气频发且呈现出多尺度时空变异特征,对其进行预报和预警一直是气象水文领域关注的焦点。临近预报可较准确地预报未来短时间天气显著变化,是当前预报强降水等极端事件的主要手段。从基于天气雷达0~3 h外推临近预报、融合数值模式0~6 h临近预报的发展历程梳理了临近预报的研究进展,阐述了雷达外推算法的发展进程、雷达外推预报与数值模式预报融合技术进展,指出"取长补短"的0~6 h融合预报在提高降水预报精度、延长降水预见期等多方面有较大的发展潜力,进一步探寻及提升融合技术是未来融合预报发展的核心。将临近预报以气象水文耦合的方式引入水文预报是从源头提高水文预报精度、保障水文预报效果的主要途径,总结了现阶段主流耦合方式、空间尺度匹配技术、水文模型不确定等陆气耦合中的关键问题,阐述了外推临近预报、融合临近预报作为水文预报输入的研究进展,明确了融合临近预报在延长洪水预见期、提高洪水预报精度中存在优势,并讨论了未来的研究重点及发展方向。     

贯彻实施《水文情报预报规范》努力实现水文情报预报现代化

介绍了《水文情报预报规范》修订的缘由和编写过程、修订的主要原则和依据、修订的具体内容以及贯彻实施《水文情报预报规范》工作中应进行的几何工作。     

基于数值天气预报产品的气象水文耦合径流预报

以福建金溪池潭水库流域为例,采用TIGGE数据中心的ECMWF、UKMO、NCEP等7种模式控制预报产品驱动新安江模型,开展径流集合预报。通过集合挑选、多模式集成前处理以及基于BMA模型的后处理等过程,探讨不同处理方案和初始集合质量对气象水文耦合径流预报精度及不确定性的影响。结果表明,不同的处理方案均能有效提高径流预报的精度和稳定性,同时进行前处理和后处理能从降低误差输入和控制误差输出两方面减小预报误差,相对于其他方案表现更好。初始集合质量对气象水文耦合径流集合预报有一定影响,但前处理或后处理对预报误差的有效控制使得该影响并不显著。总体而言,前处理和后处理过程是提高气象水文耦合径流预报准确性和可靠性必不可少的环节,应予以重视。     

我国水文情报预报工作的主要成就及展望

新中国成立５０年来,水文情报预报工作取得了成就,在水情信息采集和传输方面,全国已有水文报汛站８０００余处,在２５处重点防洪河段和１５０座大型水库上建立了水文自动测报系统,共计有遥测站近２０００个,已有２２个省（市,区）和７个流域管理机构的水情部门通过计算机广域网互传水情信息。在水文预报技术方面,开发研制了适合中国特色的许多水文模型。随着计算机的广泛应用,水利信息中心初步建立了水雨情信息服务系统,包     

中国水文预报技术的发展与展望

介绍了我国水文预报技术在预报方法、预报系统建设和新技术应用等方面取得的进展，客观评价了我国水文预报技术的水平．展望了我国水文预报技术的发展方向，指出了干旱、半干旱及无资料地区或资料缺乏地区的水文模拟将是我国进一步提高水文预报技术的研究重点。     

构建式流域实时水文预报系统关键技术研究

目前的水文预报模型很多,但都缺乏统一的模式。通过对水文预报模型的高度抽象,定义了水文预报模型的标准化接口,统一了各类水文预报模型的输入、输出、参数、状态,以及运行过程;在此基础上,实现了水文预报方案的标准化"构建"模式,即通过标准化水文预报模型的相互组合实现流域水文预报方案的标准化创建。基于以上关键技术,成功开发了构建式流域实时水文预报系统,并取得了良好的应用效果。     

数据驱动模型在渭河流域来水预报中的开发和应用研究

现有的水文预报方法分为过程驱动模型方法和数据驱动模型方法两大类,近年来随着水文数据获取能力和计算能力的发展,数据驱动模型在水文预报中受到了广泛的关注,回归模型、神经网络模型均属此类.本文首先采用距离平方反比与泰森多边形相结合的方法,由雨量站观测到的降水量求得渭河流域各四级区的降水量,然后采用自回归模型结合年～月～旬逐级修正的方法对渭河流域10个四级区进行降水预报,采用降水～气温～径流多元线性回归模型对渭河流域28个水库进行径流预报,取得了较好的效果.     

水文时间序列相似性查询的分析与研究——以漯河站、何口站汛期降雨量相似性查询为例

水文时间序列相似性查询可用于雨洪过程预测、环境演变分析、水文过程规律分析等方面.最为直接的应用是回答防汛指挥中经常问到的"当前水文过程相当于历史上哪一时期的同类过程"等问题.由于水文数据数量大、类型复杂,仅使用水文学的理论和传统统计方法加以分析,往往因为计算能力、存储能力以及算法的复杂而造成预测时间较长.在水文领域引入数据仓库和数据挖掘的理论与技术,为解决水文科学研究面临的问题提供了新的思路.     

基于嵌入式索引的水文时间序列相似性搜索模型

相似模式挖掘已成为水文领域一个重要研究方向。对水文数据的相似性挖掘,有利于掌握水文数据变化规律和趋势,为洪水预报、防洪调度提供支持,是具有重要意义的工作。为此,在引入时间序列嵌入索引的基础上,结合水文时间序列的特点提出水文时间序列的快速搜索方法。该方法通过序列分割、聚类和参考集训练从原始序列中获取参考序列集,在此基础上通过索引计算方法,将相似性搜索过程映射到欧氏向量空间的搜索,从而提高了搜索效率。     

不同时间尺度的中长期水文预报研究

为研究中长期水文预报时间尺度对预报精度的影响,选取最近邻抽样回归模型与基于小波分析的组合模型对长江干流典型断面不同时间尺度的径流序列进行中长期径流预报。将1980~2012年的逐日径流资料经过时间聚集方法转换成三天、周、旬、半月、月、双月、季、半年、九月、年等10个不同时间尺度,对高场、寸滩、宜昌、螺山、汉口、大通6个典型断面的径流进行拟合和预报。结果表明:随着预报时间尺度增加,预报精度呈现先降低后提高的趋势,其中,在月时间尺度上预报效果最差,三天和年尺度上预报效果相对较好。     

全国水文预报技术竞赛参赛流域水文模型分析

对全国首次水文预报技术竞赛中参赛的10个流域水文模型的结构及模拟技术,分别从各个主要环节进行分类与综述;并根据技术竞赛检验结果所揭示的现象,就参赛水文模型的模拟及应用进行了分析与讨论。     

三峡水库中期水文气象耦合预报应用试验及探讨

长江三峡河道因水库建设已成为水库库区,三峡河道原有产汇流规律的改变,造成水情预报有效预见期大幅缩短。随着近年来降雨预报水平逐渐提高,利用定量降水预报增长有效预见期已成为可能。因此,以探讨如何更好开展中期水文气象耦合应用为目的,以三峡入库日平均流量预报为对象,利用中期降雨预报信息,提出一种开展中期水文气象预报耦合试验方案及影响中期耦合预报试验的主要因素及改进方向。试验结果表明该耦合方法的应用是可接受的,具有一定的应用推广价值,可供大中型水库开展中期预报时参考。     

中长期径流预报的一种灰关联模式识别与预测方法

基于时间序列多重信息利用的扩维原理和灰色系统理论的关联分析思想,提出一种应用于水文中长期预报的方法.它的特点是直接从径流序列的扩维相型关联分析中,寻求径流情势变化规律,较适合于缺乏输入因子资料或选择影响因子有困难条件下的水文中长期预报.利用海河、黄河和长江流域若干水文站的实测资料序列对该方法做了初步验证.