新疆玛纳斯河域地下水预测研究

根据新疆玛纳斯河流域地下水年径流量的时间序列,建立了用于描述和分析具有趋势和周期变化特性的地下径流量时间序列的组合模型。应用模型对石河子地区地下水年径流量进行了预报,为该地区水资源合理配置和优化调度提供科学依据。     

时序递阶组合模型在冰川河流年径流量预测中的应用研究

应用时间序列分析方法，交雪源于天山的奎屯河的年径流量时间序列通过趋势项、周期项和平稳随机项的识别、建模与提取、建立了时序递阶组合模型。应用该模型对奎屯河年径流量进行了预测，为新疆生产建设兵团奎屯河流域灌区水资源合理配置和优化调度提供了科学依据。     

基于平稳时间序列模型的开都河年径流量预报

提供一个具有较好的适应性和预报精度的模型预报应用程序。运用C#语言设计实现模型的建立及年径流量的预报,通过新疆开都河大山口水文站年径流量时间序列的应用表明,该模型的预报精度满足要求。     

黄河上游径流长期变化及趋势预测模型

分析了黄河上游唐乃亥以上流域年径流序列的长期变化特征，在此基础上将时间序列分析与随机离散过程理论相结合，提出了一个用于黄河上游径流变化趋势超长期预测的时间序列—Markov链辐合模型．应用表明，该模型兼具时间序列模型与Markov链模型的优点，既能预调总体趋势，又适合于波动性较大的随机序列变化．分析与计算结果表明，黄河上游径流目前正处于20世纪80年代末期开始的第5个枯水段的底部，未来10a内，黄河上游年径流量的变化将呈现一个震荡递增的趋势，但这期间的平均径流量仍将低于多年平均水平，     

影响阿克苏河年径流量变化的前期大气环流指数因子研究

应用阿克苏河两条支流的年径流量和国家气候中心发布的74类大气环流月指数资料,分析了年径流量与前一年大气环流月指数之间的关系.用滑动相关法提取初始因子库,建立回归模型和集合分析,得到超级集合回归模型.托什干河年径流量监测序列与超级集合拟合(预测)序列的相关系数达0.8766,而库玛拉克河达到0.8122.用逐级反推法,确定影响两条支流年径流量年际变化的前一年环流指数因子.影响托什干河年径流量年际变化的前期环流指数都以持续1个月的因子居多;影响库玛拉克河年径流量年际变化的前期环流指数都以持续2个月的因子居多,其次是4个月、1个月.影响两条支流年径流量的前期大气环流指数因子的种类、空间分布、时间分布、持续影响时间等差异很大,这些不同与阿克苏河两条支流的流域参数、地表水来源组成、地表径流形成的气象条件等多方面的差异有关.     

黑河干流中游地区近40年来地下水环境变化特征及其成因

长期的监测结果表明自20世纪80年代以来黑河中游张掖地区地下水环境发生显著变化。笔者应用时间序列分析、相关性分析和遥感解译等方法分析近40年来该地区地下水水位、地下水水化学、黑河出山径流量、气象要素、绿洲面积演变规律，识别地下水环境对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明，研究区中部区域地下水水位变化与出山径流量相关性显著，与张掖地区降水量相关性差，气候变化通过影响黑河上游径流量进而对研究区中部地下水水位产生影响，研究区降水变化对地下水水位影响微弱；研究区西部、东部地下水水位变化受人类活动影响显著，东部山前区受河流弃水量持续增大影响，近年来地下水水位显著回升，西部明花乡至骆驼城一带井灌区由于地下水大量开采，地下水水位仍处于持续下降状态；研究区南部山前带河流两侧一定范围内地下水水化学特征多年保持稳定，其余地区地下水水化学特征变化显著。     

基于树轮水文研究的提孜那甫河径流量长期变化

西昆仑山北坡山区分布的雪岭云杉是开展树轮水文研究的良好载体,为重建历史水文变化提供了重要的代用资料。分析了西昆仑山北坡雪岭云杉树轮宽度年表对提孜那甫河径流量的响应特征,发现树轮宽度年表与提孜那甫河年径流量(上年8月至当年7月)的显著正相关关系,建立了二者之间的一元线性回归方程,重建了提孜那甫河1665~2013年径流量序列。重建径流量序列中存在7个枯水期和8个丰水期。重建径流量序列平均值为27.87 m3/s,与实测期平均值接近,但重建序列中的极端旱涝的强度和发生频率均更高。基于树木年轮宽度重建更长时间的径流量序列,对于流域水资源科学管理和分配以及下游水库和防洪工程等项目建设的风险评估等具有重要意义。     

矿井涌水量混沌特征与预测

由于受到水文地质、矿井开采等因素的影响, 矿井地下水系统的演化不仅具有确定性也具有随机性, 采用单一的确定性方法或随机性方法都难以揭示矿井地下水系统演化的两面性.混沌理论将确定性分析方法和随机性分析方法两者实现了统一.矿井涌水量时间序列是地下水系统中各要素相互作用的结果, 它包含着该动力系统的信息.基于刘桥二矿水文地质背景分析, 采用混沌时间序列分析方法对该矿的矿井涌水量时间序列进行建模、分析, 得出了其Lyapunov指数为0.1427, 表明刘桥二矿涌水量具有混沌特征.利用建立的模型, 选择2004年4月至2005年2月间的矿井涌水量时间序列进行验证, 结果表明, 利用混沌时间序列分析方法预测矿井涌水量是可行的且具有较高的精度.      

时间序列分析法在地下水水位预测中的应用

联合模型是能够应用于地下水水位预测的一种时间序列分析法,它由趋势函数、周期函数和自相关函数组成。本文结合北京市地下水监测资料进行了趋势性、周期性和自相关性分析,详细讨论了联合模型在地下水水位预测中的应用。     

两种随机地下水位动态预测模型在吉林西部的应用与对比

时间序列模型和人工神经网络模型是两种常见的地下水资源模拟预测模型,为了对比二者的优缺点,本文对比分析了两者的建模过程及其模拟精度.选择吉林省西部干旱半干旱区为研究区,该区地下水资源在过去10年问由于长期超采而导致地下水位持续下降.相比ANN模型,时间序列模型建模过程更为简单,计算效率更高."后验差"检验结果表明两种模型均能很好的模拟地下水位变化规律,但改进ANN具有更高的拟舍精度.同时,两种模型预报结果均显示研究区如继续按过去的开发模式开采地下水,地下水位还将持续下降,且下降速率逐步增大.     

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。     

气候变化对玛纳斯河的径流量影响预测模拟分析

山区积雪和冰川融水径流是内陆干旱区的重要水资源, 研究全球变暖情景下温度对融雪径流的影响具有重要意义. 以典型的内陆河玛纳斯流域上游为例, 利用基于度-日因子算法的SRM(Snowmelt Runoff Model)融雪径流模型, 根据当前变化趋势和年内分配模拟出20种假定来模拟未来气候情景(气温上升1 ℃、 2 ℃、 3 ℃、 4 ℃和降水变化率为0、 ±10%、 ±20%的随机组合情况)下的河道径流量, 从而计算出径流量的变化率, 分析了温度和降水变化对径流量的影响. 结果表明: 对于以雪冰融水为主要补给的玛纳斯河, 随着温度和降水的增加, 径流量也会增加, 并会使融雪径流提前. 假定降水量不发生大的变化, 温度增高1 ℃, 径流量增大13%~16%; 在气温一定时, 降雨量增加10%, 径流量增加2%左右, 说明气温和降水都对干旱区内陆河山区径流形成具有重要影响. 该研究对制定气候变化情景下的水资源适应对策具有重要指导意义.     

天山北麓玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成机理与开发利用的意义

天山北麓玛纳斯河流域山问洼地位于低山丘陵区山前坳陷带的南部，该区褶皱、断裂、近NS向次级张性断裂与平移构造以及山间洼地的第四系沉积物发育．山区地表水流经该段入渗，加之南部中山区的侧向补给形成山间洼地地下水库．正确认识玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成机理并对其进行合理的开发利用，对解决玛纳斯河流域季节性缺水及枯水年缺水有重要意义．笔应用构造及地表水由山区水站至山口渠首站实测流量损失的研究成果，揭示了玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成及调蓄作用，并概算了补给量，为今后开发利用山间洼地地下水库水资源提供了依据．     

基于SRTM的SNOW—TOPMODEL模型在玛纳斯河流域的应用

基于分辨率90m网格的玛河流域SRTM数据,提取了玛纳斯河流域的河网和地形指数,生成的河网与实际河网基本接近。将加入融雪模块TOPMODE应用于玛河流域,对模型计算结果进行误差评价并分析误差产生的原因。由玛纳斯河流域应用加入融雪模块的TOPMODEL模型可以看出,该模型在玛纳斯河流域有较好的适应性,可以将此模型应用于玛纳斯河流域的洪水预报。     

黑河流域走廊平原地下水补给源组成及其变化

通过环境同位素、水文分割法和相关分析研究表明,祁连山区降水、冰川雪融水和基岩裂隙水通过出山口地表径流补给构成黑河流域走廊平原地下水主要补给源,具有年际和年内丰枯动态变化规律,与祁连山区降水量和气温的关联度分别为0.97和0.79,与平原张掖站降水量和气温的关联度分别为0.43和0.60。在自然径流条件下,祁连山区降水量变化是改变走廊平原地下水补给的主导因素,约占91%权重;气温变化是重要影响因素,约占9%权重。20世纪80年代以来祁连山区各补给源处于偏丰期。因此,近年来走廊平原地下水补给量相对50年代减少27.1%,人类活动是重要影响因素,急需加强科学调控。     

黄河上游春季径流的特征

本文指出,在唐乃亥以上的黄河上游干流融雪径流是3月下旬至6月上旬期间径流量的主要成份,所占比例在40％以上。据此,对NOAA/TIROS气象卫星云图的积雪遥感信息应用于黄河上游春季融雪径流预报进行了尝试。根据1987年龙羊峡水库实测资料验证,预报精度在80％以上,基本符合业务预报要求。     

玛纳斯河流域地下水水位变化及水量平衡研究

天山北坡玛纳斯河流域地下水长期大规模开采引发了一系列生态环境问题,地下水均衡状态和地下水流动模式明显发生了改变。为研究节水灌溉条件下的地下水系统流动模式及其对地下水均衡要素的改变规律,以平原绿洲区为研究对象,采用三维地下水数值模拟方法,研究玛纳斯河流域地下水水位动态变化及水量平衡规律。结果表明:研究区地下水水位的抬升和回落受农业灌溉的影响显著,具有一定的周期性,存在着明显的时空差异;地下水均衡处于负均衡状态,补排差为-2.81×108m3。模拟期内观测水头与计算水头两者相关系数各月均在0.81以上,模拟效果较好。     

基于EEMD-PSO-GRNN模型的元江中上游径流预测

径流序列的非线性和非平稳特性使得高精度的径流预报存在困难。本文组合EEMD和GRNN模型形成EEMD-GRNN耦合模型,预测时通过将径流序列分解为确定成分与随机成分并通过GRNN模型分别进行预测,预测值的加和则构成径流最终预测结果。EEMD-GRNN耦合模型应用到元江中上游,并与其他模型进行比较,结果表明：EEMD-GRNN耦合模型具有更高的预测精度,对径流的总体趋势预测有良好的效果,但在随机性的模拟上有待进一步完善。EEMD-GRNN耦合模型优于BP、GRNN、EEMD-BP模型,能有效提升径流预测的精度,可为流域的水资源优化调度等提供决策支持。     

概化的Tank模型及其在龙羊峡水库汛期旬平均入库流量预报中的应用

Tank模型（又称为水箱模型），是一种用于流域径流预报的确定性水文模型，根据龙羊峡水库入库主要产流区－－黄河上游唐乃亥水文站以上流域下垫面条件下产汇流特性，将其概化为以降雨量为输入，径流量为输出的单孔出流的线性水箱，工用于该水库汛期旬平均入库流量的预报，经对历史资料进行拟合和试验预报的 结果表明，该模型具有较高的预报精度，现已应用于黄河上游龙羊峡水库汛期旬平均入库来水量的中期预报中，取得了十分显著的经济效益。     

河流年径流量的R/S灰色预测

径流过程具有分形和灰色特征。基于此,将R/S分析与灰色系统理论相结合,提出了R/S灰色预测模型以预报河流年径流量。针对黑河正义峡水文站60a(1949~2011年)的年径流量资料,首先进行R/S分析,确定径流量序列的Hurst指数H和平均循环周期T;然后在一个周期内进行年径流量灰色预测。结果表明:R/S灰色预测结果的精度明显高于直接进行灰色预测的精度。该方法拓宽了分形和灰色理论在径流过程研究的应用范围,为河流径流量的科学预测提供了一种新方法。