区域水资源优化配置多目标模型求解的Matlab与Excel集成实现

区域水资源优化配置模型是决策变量多、结构复杂的非线性多目标模型,简洁快速的求解方法是模型用于实践的关键.利用excel和matlab的特点,通过excellink工具建立excel和matlab的数据通道,实现两者之间的通信,把excel作为数据输入端,调用matlab的函数求解多目标规划问题,实现了对区域水资源配置多目标模型的求解.以郑州市水资源优化配置为例进行了实践应用,应用结果表明,求解方法具有操作简便、易于实现、通用性强的特点.     

区域水资源优化配置多目标模型求解的Matlab与Excel集成实现

以商丘市19952005年的小麦白粉病发病面积、地面气象资料和大气环流特征量为依据,利用相关系数法进行因子普查,筛选出了影响商丘市小麦白粉病发生和流行的主要地面气象因子和大气环流特征因子及其关键时段,并利用多元线性回归方法建立了数学预测模型,模型历史拟合准确率为95.2%.利用该预测模式在2006年和2007年对商丘市白粉病发病面积进行预测,预报精度分别为93.1%和90.2%.     

基于多属性决策的区域大气复合污染多目标优化控制方法研究

大气复合污染是我国目前面临的主要大气环境问题。科学减排对大气复合污染形成起主要作用的一次污染物和二次污染的前体物,是治理大气复合污染的有效手段。本文提出了一种新的区域大气复合污染多目标优化模型,并结合多目标进化算法和基于决策者偏好的多属性决策技术,寻找治理大气污染的最优控制策略。与传统的单目标优化控制技术相比,本文提出的方法在保证环境达标的前提下,同时兼顾治理成本和行业可持续性发展这两种在一定程度上互斥的目标,并融入了决策者从当地实际情况出发对目标重要性的权衡,更加符合管理实践的需求,可为科学治理区域大气复合污染提供借鉴。     

区域水资源配置中供水预测计算方法研究

供水预测是区域水资源配置中的重要组成部分,供水预测结果直接决定着水资源配置结果。由于常规的预测方法不能适应区域的实际情况,因此在考虑水质和水权条件下,定义了可供水量概念,并结合区域实际情况,提出以可供水量预测为基础的供水预测的实际计算步骤和方法及遇到实际问题的解决方法。由该方法对新郑市供水进行预测,预测结果符合实际,可为新郑市水资源配置及水系规划提供参考依据。     

近40年山东各水资源分区降水变化特征及多步预测时序模型

利用近４０年来山东省４１站降水资料，分析了各水资源分区降水演变特征。以均生函数为基函数，用主成分分析原理进行筛选，建立了山东省各水资源分区降水时序多步预测模型，通过计算试验，拟合，预报效果均较好。     

基于BP人工神经网络的区域温度多模式集成预报试验

基于T213L31、T106L19和欧洲中期预报中心数值预报产品,应用BP人工神经网络技术,建立了850 hPa高度区域温度集成预报模型,并进行了检验.结果表明:该模型能比较准确地预报强冷空气活动过程中冷中心及温度槽脊的位置和强度,预报结果的平均绝对误差明显小于3个子模式,预报场与实况场的相关程度明显高于3个子模式,预...     

多波段天气雷达测试集成系统设计与实现

采用USB3.0集线器与合成仪器、高度集成射频收发硬件,并与开放式可扩展软件相结合,实现对S波段、C波段、X波段天气雷达自动测试。系统软件采用分层模式构架,将测试流程与业务模型相融合,实现了标准化、自动化的测试。通过对发射机输出脉冲包络和极限改善因子测量的对比,集成平台测试精度更高,不需人工记录和计算,对雷达性能的判断更为精准,解决了单一雷达系统测试平台和保障平台的局限性,提高了对全国多波段天气雷达系统的测试效率和敏捷性。     

基于卡尔曼滤波的中国区域气温和降水的多模式集成预报

利用TIGGE资料集下欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、美国国家环境预报中心(NCEP)、中国气象局(CMA)和英国气象局(UKMO)5个模式预报的结果,对基于卡尔曼滤波的气温和降水的多模式集成预报进行研究。结果表明,卡尔曼滤波方法的预报效果优于消除偏差集合平均(BREM)和单模式的预报,但是对于地面气温和降水,其预报效果也存在一定的差异。在中国区域2 m气温的预报中,卡尔曼滤波的预报结果最优。而对于24 h累积降水预报,尽管卡尔曼滤波在所有量级下的TS评分均优于BREM,但随着预报时效增加,其在大雨及以上量级的TS评分跟最佳单模式UKMO预报相当,改进效果不明显。卡尔曼滤波在地面气温和24 h累积降水每个预报时效下的均方根误差均最优,预报效果更佳且稳定。     

基于复卡尔曼滤波技术的华东区域风的多模式集成预报研究

基于欧洲中期天气预报中心的业务预报系统(EC)、美国国家环境预报中心的全球预报系统(GFS)、我国的中尺度数值业务预报系统(CMA-MESO)和全球预报系统(CMA-GFS)这4个预报系统的华东及周边地区(20°～40°N、110°～130°E)2020年1—4月逐日地面和高空风的0～72 h预报资料,利用复卡尔曼滤波...     

遗传算法优化的BP神经网络在地面温度多模式集成预报的应用研究

基于TIGGE资料集中的ECMWF、CMA和JMA的数值预报产品,利用加权集成、回归集成和消除偏差集成等线性集成方式与遗传算法优化的BP神经网络(GABP)集成,对我国大部开展地面2 m温度在24 h、48 h和72 h预报时效的多模式集成预报试验。通过对2013年1—6月的预报检验,结果表明:GABP集成预报效果有较大提升,均方误差明显小于各单一模式预报。GABP集成的误差分布在新疆和华北均方误差较大,但是在预报效果改进上GABP集成在西部地区相对单一模式的误差减小更加明显。在进行几种多模式集成方式时,GABP集成相比线性方法预报结果更加精准。对于天气过程个例的预报,GABP集成预报出预报量的变化趋势,预报效果优于单一模式和线性集成预报。无论是较长时间段还是短时间的天气过程,在改进预报效果上GABP集成都起到了最佳的作用。     

二次规划在调水决策和水分配问题中的应用

首先用二次函数建立了企业用水量与其用水效益的关系,然后根据这种关系,利用拉格朗日乘数法来确定该地区最优化水资源分配方案,并得到了该地区总的用水量与用水效益的关系,最终建立了区域调水中各地区间的调水总量的分配模型。此时原问题转化为一个典型的二次规划问题,结合各个地区的用水效益情况,可实现对各地区、各行业分水。利用假设的理想数据对模型进行检验,取得了较好的结果。对南水北调的实际情况,根据北方6个缺水地区基本的水资源及工农业用水情况进行了实际数据模拟,提出了南水北调的简单分配方案。该模型不仅可以用于区域间调水的优化控制,而且还可应用到其他水资源分配与管理。     

气候变化对西北水循环和水资源影响的研究

西北地区全年水汽总输入为1 061.9 mm,但只有14.4%形成降水,85.6%成为过境水汽直接穿过该地区上空出境,水汽净输入量仅为31.1 mm.西北地区降水分布很不均匀,内陆河地区多年平均降水量大于300 mm的都是高山带,而平原盆地的降水量多在150mm以下,内陆河流域多年平均径流深仅有6.8 mm.西北水循环最突出的特点是径流系数小于蒸发系数,而干旱指数Ep/P(Ep:蒸发能力,P:降水)十分大,介于4～10之间.未来30年黄河及其以北地区气温平均升高2.0℃(HD模式)或2.38℃(MPI模式),黄河以南地区气候平均升高1.8℃(HD模式)或1.5℃(MPI模式),内陆河流域气温升高可能分别达到3.1℃(HD模式)或1.5℃(MPI模式).据MPI模式结果,未来30年黄河及其以北地区降水量平均增加1.6%,而黄河以南地区降水量平均增加11.4%,干旱少雨的内陆河地区降水量可能减少7%以上;黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15%左右,西北区地表径流量的变化范围预计为751～1017亿m3.气候变化使得该地区天然径流减少,水资源供需矛盾将更加突出.     

华北地区气候变化对水资源的影响及2003年水资源预评估

利用华北地区近50年的气候、水资源等相关资料，分析了华北地区水资源及其开发利用状况、气候变化特征及对水资源的影响以及二者之间的相互关系。在此基础上，进一步建立了水资源评估模式，并结合短期气候预测结果，实现了华北地区2003年水资源定量预评估。     

郑州市降水特征分析与水资源问题初探

分析1971-2004年郑州市降水资料发现,郑州市降水量年际变化大,季节分配极不均匀。利用同期月降水量和月平均气温资料,依据陆面实际蒸发经验公式,计算了陆面蒸发量、蒸发系数和可利用降水系数,结果表明,郑州水资源的变化特征与降水量变化特征基本相似,且春季是郑州最易出现干旱的季节。通过分析1991-2000年郑州地表、地下水资源资料,得出郑州缺水状况更加严重的结论,并提出了应对和缓解水资源缺乏的对策。     

RCP情景下内蒙古黄河流域径流预估及其对水资源的影响

根据内蒙古黄河流域内72个国家气象站观测的1961—2005年和区域气候模式CCLM模拟的1961—2100年的气温和降水数据,采用BP人工神经网络模型,预估分析3种RCP情景下头道拐水文站2011—2100年流量变化,评估未来气候变化对流域水资源的可能影响。结果表明:①2011—2100年内蒙古黄河流域气温升高,降水变化不明显,年平均流量呈减少趋势,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景分别减少3.6%、2.7%和23.4%。②未来春季流量以增加为主;夏季在不同情景的变化趋势不一致;秋季在21世纪50年代前以增加为主,之后以减少为主;冬季则以减少为主。③未来流域可利用水资源呈减少趋势,尤其夏季水资源的供需矛盾加剧,以及径流季节分配发生变化,可能产生更大的春季径流。     

试论气候变化对我国水资源的影响

从水文系统的降水、蒸发、径流和土壤水分及水资源系统供水、需水和水资源管理等方面综述了区域水文水资源对气候变化的响应,提出了作者的看法。     

泰安市降水特征与水资源分析

分析泰安市1951～2002年降水资料,利用Excel图表分析得出泰安降水分布特征和未来趋势。降水年际变化大,年降水量最大值是最小值的5倍;季节分配极不均匀,分布总体呈下降趋势,特别是1997年以来降水量持续少于平均水平,下降趋势明显。利用1951～2002年月降水量和月气温资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸发经验公式,计算出陆面蒸发、蒸发系数和可利用降水系数,得出泰安水资源的变化特征与降水变化特征基本相似,春季是泰安最易出现干旱的季节。分析1984～2002年泰安地下水埋深资料,得出地下水位的变化基本随每年降水量的多少而升降,总体呈明显下降趋势,地下水资源相应减少,特别是自1995年以来地下水位逐年下降。提出缓解和解决水资源缺乏的两个有效方法,人工影响天气增加降水量和开源节流节约用水。     

基于熵权的五元联系数法在郑州市水资源丰富程度评价中的应用

针对水资源丰富程度评价中的不确定性及水资源分布特点,将集对分析中的五元联系数法应用于水资源丰富程度评价。在确定各评价指标的权重时,将信息论中的熵值理论引入该模型,运用信息熵所反映实测数据的效用值计算各评价指标的权重。通过对郑州市的实例应用表明基于熵权的五元联系数法计算简便,评价结果合理,为水资源丰富程度评价提供了一种简单而实用的评价方法。