基于R/S分析方法的渐进式滑坡位移预测研究

渐进式滑坡由于其位移-时间曲线不规则而无法准确判断其趋势位移和随机位处变形阶段,导致很难预测其失稳破坏的时间.为此,提出了R/S分析方法,将滑坡总位移分解为趋势位移和随机位移两部分,然后分别采用神经网络模型和多项式拟合对两种位移进行预测,最后将两部分预测位移加起来预测其总位移.以典型渐进式滑坡——八字门滑坡为例,对前述模型进行验证,并将其预测结果与GM(1,1)模型预测结果进行对比.研究结果表明本模型预测的结果误差小于2％,而GM(1,1)模型预测结果误差接近40％,说明该模型更适合预测渐进式滑坡的位移.     

西北地区某干旱河流设计情景下的年径流量预测分析

人类活动和气候变化对流域水文水资源的影响及由此所带来的社会、 经济和生态效应, 使得新疆精河流域出现了严重的水资源短缺和生态危机. 为此, 实施跨流域调水是解决艾比湖流域生态环境保护的必要措施, 精河上游支流是跨流域引入外水的唯一捷径河流. 根据前期研究计算的年径流量系列, 在经过论证的流域现状水平(C_v=0.12, C_s/C_v=2.00)的基础上, 采用水文频率分析方法, 设计并预测了流域规划的近期和远期目标情景下的年径流量情势. 结果显示: 为了使保证率p=75%, 近期目标要求流域的输水量为8.62×10⁸ m³, 远期目标为14.39×10⁸ m³. 跨流域调水可以满足流域多方面的实际用水需求.     

基于R/S分析法的等维灰数递补动态GM(1,1)模型预测矿井涌水量

针对矿井涌水量时间序列的分形与灰色特征,采用重标极差分析法（R/S分析法）确定涌水量时间序列的Hurst指数和平均循环周期,在一个周期内建立等维灰数递补动态GM（1,1）预测模型。充分利用最新信息,提高模型预测精度。运用基于R/S分析法的GM（1,1）模型对陕北某矿矿井涌水量进行分析预测,结果表明,模型拟合程度好,预测精度高,能够为矿井安全生产提供决策依据。      

基于遗传算法的BP网络在黄河三门峡年径流量预测中的应用

提出了一种基于遗传算法(genetic algorithms,GA)的BP神经网络模型来进行径流量预测。此模型融合了遗传优化算法的全局寻优能力和BP神经网络的局部搜索的优势,有效地防止了网络陷入局部极小值,同时又保证了预测结果的精确性。仿真实验结果表明:在黄河三门峡1950~1985年年径流量预测方面,GA-BP模型预测的平均相对误差为5.67%,标准BP算法的模型平均预测误差为11.05%,说明提出的GA-BP径流量方法行之有效。     

三峡水库区滑坡时间记录的R/S分析

文章对统计的三峡库区滑坡的发生时间和规模运用时间记录分析,得到滑坡发生的年份统计规律及其发展趋势。首先对所有规模大于等于1×104m3滑坡进行分析,然后将这些滑坡按其规模划分不同等级,分别运用R/S方法进行时间记录分析,结果表明:不同规模等级滑坡的Hurst关系具有相似的特征,这一结果反映了不同规模等级的滑坡之间的统计相似性。研究区滑坡时间分布的Hurst指数均大于0.5,表明了滑坡发生具有规律和随机的双重性质。而Hurst指数偏离0.5的程度就衡量了随机性因素与确定性因素在滑坡时间分布中所占的比重。运用R/S方法,可以对一定时间范围内的滑坡涨落做出估计。     

河川径流的灰色拓扑预测研究——以新疆阿克苏河为例

根据阿克苏河流域内出山口水文站1957～2006年的径流实测资料,利用数理统计、Mann-Kendall非参数趋势检验及小波分析等方法对径流年际变化特征进行了分析。研究发现,阿克苏河年径流量具有相对稳定且振荡上升的趋势,年际变化小;  径流序列在1993年发生突变,径流量呈现出显著增加趋势,且通过了α=0.05的显著性水平检验;  丰、枯水周期变化存在着25a左右的主周期,丰水年发生在20世纪90年代后期,且大量连续出现,最长持续时间达7年,枯水年多以连续2年的形式出现,平水年年数占52％。运用灰色拓扑预测方法对突变前后两个径流时间序列分别进行了模拟和预测,模拟结果的平均相对误差仅为12.06％,且位于同一突变区间的精度达97.7％,预测未来几年阿克苏河年径流量存在上升趋势,但趋势不显著。     

地下水动态预测的灰色—周期外延组合预测模型

本文提出的灰色预测与周期外延预测相结合的灰色－周期外延组合预测模型，吸限了灰郄预测与周期外延预测的优点，可广泛应用于地下水动态预测及其它序列预测。     

R／S分析及矿井瓦斯涌出量的分形预测

介绍了分形理论中的时间序列（R／S）分析方法，讨论了赫斯特指数的理论意义和实际计算方法，并将其应用于矿井瓦斯涌出量预测。通过对矿井瓦斯涌出量时间序列的分形处理，根据极差、标准差的结构分维值的大小，对矿井瓦斯涌出量的增量趋势做了分形预测。     

基于灰色遗传算法的LM-BP的河流溶解氧预测

溶解氧(DO)是影响河流生态系统健康非常重要的一项指标,以沦河孝感段实测DO为例,在灰色理论的基础上提出并建立遗传算法(GA)的LM-BP网络河流DO预测模型。对DO的原始数据采用灰色理论进行预测,对其残差采用GA的LM-BP网络进行拟合并测试,结果表明:基于GA的LM-BP网络基本上100%拟合,对最后3个数据进行测试,其误差不超过2.933%,说明可以用该灰色GA的LM-BP模型对本地区的DO进行预测。为河流水质分析提供了新的方法。     

晋江流域年径流统计特性分析与预测

在收集晋江流域石砻水文站近期最新年径流资料基础上,对该流域年径流统计特性,如自相关性、长持续性,趋势性及周期性等,利用一些较新方法进行了较为全面深入的分析,在此基础上建立了晋江流域年径流一步长期统计预测模型。结果表明,晋江流域年径流无明显的趋势性及长持续性。预测精度较高,平均相对误差可控制在20％以内,对2003特干旱年的预测效果良好。该研究对晋江流域防汛抗旱的决策有一定的参考价值。     

北江流域径流年内分配特征的变异性分析

以北江流域石角站53年的实测月径流资料为基础,研究了流域内径流年内分配特征及其变异性。计算了径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标。发现各年代和多年平均相比,20世纪50、60年代的径流年内分配较不均匀,70年代以后,径流年内分配逐渐趋于均匀,集中期和极小比的变化表现为具有波动性。从各指标的变化趋势看,不均匀系数、调节系数和极大比在1967、1975、1999年发生了变化,集中度在1999年发生了变化,集中期在1984、1999年发生了变化,极小比在1975、1983、1991、1999年发生了变化。径流年内分配特征的趋势变化和降雨不一致,主要表现在径流的年内分配不均匀性趋势较降雨降低,径流对降水的滞后时间延长,径流极大比变化趋势较降雨下降,极小比变化较降雨平稳。说明北江流域径流年内分配特征发生了变异。对流域内水利工程设施的修建、植被条件、城市化发展情况进行了分析,认为北江流域径流年内分配特征发生变异,主要是受到了上述人类活动的综合影响。     

永定河上游清水河年径流序列特性分析及其随机模拟

利用位于清水河水系中下游的张家口水文站多年径流系列资料(1954～2008年),在简单阐述其符合水文资料的可靠性、一致性、代表性的基础上,分析清水河的多年径流量变化趋势,通过对资料的自相关和偏相关分析,判断对其模拟采用的随机模型,及其具体方程表达公式,并对模拟模型进行统计检验。     

长江源区径流年内分配时程变化规律分析

在气候变化和人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征也发生变化,直接影响人类开发利用和生态环境建设.根据长江源区1956-2000年河流月径流资料,分析了年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度、集中期、变化幅度等特性.结果表明:长江源径流年内分配特征在1960年前后与1988年前后径流年内分配较为相近,1970—1976年与1993年以后径流年内分配较为相近.沱沱河站径流年内分配的不均匀性、集中度以及相对变化幅度都高于直门达站.     

漳河流域近60年径流变化分析

近年来,漳河流域径流量显著减少,严重影响流域内水资源的开发与利用。采用多种数理统计方法,分析了径流量的演变特征。结果表明:漳河流域年径流量呈显著性减少趋势,其中下游减少的趋势更加显著;20世纪80年代以前年径流量高于多年平均值,80年代以后低于多年平均值,且不同年代变幅较大;漳河流域实测径流量在20世纪70年代中后期出现变异点,变异点之后年径流量比变异点之前明显偏小。径流量系列存在6~7a的准周期。     

变化环境下石羊河流域年径流频率计算

受气候变化与人类活动的影响,水文序列一致性遭到破坏,传统的频率计算方法受到挑战。针对石羊河流域8条河流年径流量序列,在基于水文变异诊断系统进行变异分析的基础上,采用条件概率分布法和混合分布法进行了变化环境下的年径流频率计算。结果表明,石羊河流域年径流量序列以向下跳跃变异为主,变异年份多集中在1960年附近;变异序列的两种分布均通过K-S检验,最优分布的拟合效率系数均大于0.97;对比由考虑变异的理论分布与不考虑变异的一致性P-III型分布确定的设计年径流量,当设计频率高于90%时,大靖河与西营河的设计年径流量值相差较大。因此,石羊河流域新建水利工程的规划设计,应适当考虑水文资料的变异特性,选择合理的频率分析方法确定设计年径流量。     

近50年来赣江流域水沙年内分配变化分析

基于赣江外洲站近49年（19602008）月径流量及42年（19662007）月输沙量实测资料,采用年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度（期）、肯德尔秩次相关检验法对赣江水沙年内分配变化进行分析。结果表明:①外洲站除80和90年代输沙量呈"双峰型"分布以外,其余各年代径流量、输沙量年内分配均呈明显的"单峰型"分布,6月到达峰值。②赣江径流量和输沙量的集中度与不均匀程度变化呈逐年代递减趋势,表明径流量和输沙量年内分配都趋于均匀态势。集中度、不均匀程度逐年下降与水库兴修、水土保持、人工采砂等因素有关。③赣江外洲站汛期与非汛期径流量变化趋势平稳,输沙量呈下降趋势,汛期径流量、输沙量波动幅度明显大于非汛期。     

黄河三门峡水文站1470～1918年年径流量的推求

利用清代黄河报汛资料和《中国近五百年旱涝分布图》等有关资料,推求出黄河三门峡站1470～1918年的天然年径流系列,与陕县(三门峡)1919～1989年实测期的71年资料,组成1470～1989年共520年的天然年径流系列。