单变量核密度估计模型及其在径流随机模拟中的应用

应用核密度估计理论构造了单变量多阶核密度估计模型。该模型是基于数据驱动的、不需对序列概串分布(正态分布、PⅢ型分布)和相依形式(线性或非线性)进行识别、适合于时间序列随机模拟的非参数模型。将单变量核密度估计模型用于中国金沙江流域屏山站日流量过程随机模拟,应用表明,该模型是适合于径流随机模拟的。     

地下水动态预报的多层递阶组合模型

地下水系统是一个复杂的随机系统,降水、灌溉等可视为系统的输入,而地下水位则可视作系统的输出。地下水位是一随机动态数据序列,在年际间具有明显的周期性变化。基于此,提出了一种用于描述和分析具有周期性变化的时间序列的新的组合模型一多层梯阶组合模型,该模型是由多层梯阶模型及自回归滑动平均(ARMA)模型构成。在建模中,将原序列分解为年均值、年度变幅和残差三个子序列。针对前两个子序列的时变特征,可采用多层梯阶模型进行模拟,残差序列则可用ARMA模型描述。本文采用这种新的组合模型对区域地下水位动态进行了预报,结果表明预测效果较好。     

基于WA、ANN和水文频率分析法相结合的中长期水文预报模型的研究

针对传统中长期水文预报方法模拟预测结果精度低、未考虑水文不确定性因素的影响等问题,本文将小波分析(WA),人工神经网络(ANN)和水文频率分析法联合使用,建立了不确定性中长期水文预报模型:即在应用WA揭示水文序列变化特性的基础上,将原序列分为主序列和随机序列两部分,然后利用ANN对主序列进行模拟预测,对随机序列进行水文频率分析,最后将两部分结果叠加作为最终预测值.将该模型用于黄河河口地区作中长期水文预报,并与传统方法作对比,进行模型验证.结果显示:该模型能同时揭示序列的时、频结构和变化特性;预报值结果精度高;且合格率高;能定量分析和描述水文不确定性因素对预报结果的影响,可得到不同频率对应水文序列的模拟预测值.因此该模型的预报结果更加合理有效,对实际生产应用更具有指导意义.     

水文时间序列分析的若干进展

一、引言自六十年代以来,在水资源系统的规划,设计及运行管理中,无论是随机模拟或系统预测都广泛用到水文时间序列模型。从信息论的观点来看,模拟过程就是信息浓缩的过程,使人们最大限度地、高效率地获取现有实测资料所带来的信息。随着计算机及计算技术的高速发展,水文时间序列的分析技术也得到了很     

边坡变形模拟预测的普适灰色模型

传统灰色GM(1,1)模型,多适用于等间距监测数据序列的模拟预测;对非等间距序列,一般经过等间距处理或经过繁复的变换计算直接建立非等间距模型.从边坡变形模拟预测的角度来讲,传统灰色GM(1,1)模型只有当边坡变形呈低增长序列时,才能获得较高的模拟和预测精度,而对呈高增长序列的边坡变形往往产生较大的滞后误差.以优化灰色模型背景值为基础构建的普适GM(1,1)模型,不仅适用于边坡变形等间距监测数据的低、高增长序列,而且适用于非等间距的低、高增长序列,且都能获得很高的模拟和预测精度,对边坡变形的模拟预测具有普遍的适用性.     

清水河近60年径流量非平稳序列混合模型的建立与预报研究

清水河发源于新疆天山南坡,流入焉耆盆地。将清水河克尔古提水文站历年年径流量W(t)序列分解为周期、平稳函数项和噪声项,建立非平稳序列混合模型,对1956～2017年W(t)序列作了模拟检验,对2018年W(t)作了预报,从模拟检验和预报结果看,混合模型对W(t)效果较好,对均值与方差时差的非平稳序列宜采用混合模型,对W(t)效果最好;同时可知1962～2017年W(t)序列模拟检验合格率为89.3%,而2018年预报结果对应的|WS(t)|仅为0.24%,精度非常高,说明非平稳序列混合模型在长期水文预报方面也有一定的实用价值。最终模拟检验和预报结果符合精度要求。     

灰色时序组合模型及其在矿井涌水量预测中的应用

本文应用灰色系统ＧＭ（１，１）模型拟合数据序列的趋势项，时间序列分析ＡＲＭＡ（ｐ，ｑ）模型拟合数据序列的随机项，得到了一种新的组合模型。论述了这种模型的数学原理及建模步骤。应用组合模型建立了山东某矿井月涌水量动态模型，研究结果表明，该模型的预测精度高，适合于具有灰色特征的地质数据的模拟、控制和预测。     

垃圾填埋场覆盖层土壤水运动信息测度分析

垃圾填埋场覆盖层土壤水运动试验,分别采用活动性流场模型(ARM)与连续性模型对覆盖层土壤体积含水率进行模拟,用信息量和复杂性测度度量了ARM模型和连续性模型模拟水流运动的效果。大于(或小于)均值的土壤体积含水率分别进行了二元符号1(或0)编码,用基质熵和信息传递链测度系统信息含量,用涨落复杂度和有效测度复杂度度量了系统复杂程度。结果表明,信息含量和复杂性测度可用于比较ARM和连续性模型,与连续性模型相比,ARM模拟的水流运动系统信息含量增多,复杂程度增大,与实测值序列的差异较小,相比连续性模型,ARM更为有效地模拟了填埋场覆盖层土壤水流运动。     

沉积动力学三维多参数系统辩识模型的算法及其应用

本文较详细地介绍多变量时间序列模型方法在沉积动力学方面的应用.利用线性最小二乘回归算法确定系统辨识模型的未知参数矩阵.针对实际数据(河口数据)的模拟结果显示,这种方法是预测河口悬浮沉积浓度和沉积输运的合适方法.     

博格达山南坡黑沟8号冰川融水径流随机过程的模拟

冰川融水径流过程是由一个反映气温影响的确定性系统和一个反映时间序列随机特性的随机系统综合作用的结果。本文提出用一个以气温为自变量的多元回归模型和一个自回归类模型相结合的组合模型来描述冰川融水径流日平均流量过程。结果表明,模拟系列和实测系列间达到α=0.01的相关,7—8月平均拟合误差约为±20.0％。     

随机水文学——周文德教授来华讲学主要内容之一

国际水资源协会名誉主席、美国伊利诺斯大学教授周文德于1980年6月18日至7月11日来我国讲学,其中随机水文学是周教授在京期间的主要讲学内容。这次讲的随机水文学共有五个方面:(一) 随机水文学基础;(二) 水文时间序列;(三) 拟随机流域系统;(四) 随机流域系统;(五) 长记忆随机水文模型。现由地理所同志整理成本文,以供我国水文工作者学习参考。     

变滞模型的混合自回归滑动平均模型解

水文系统表示输入变量(或变量组)经过一组物理、化学和(或)生物过程的作用而转变为输出变量(或变量组),就其性质来说,它是一个物理、连续和动力的系统。水文模型是水文系统的简化表示,它可以分为水文物理模型和水文数学模型。水文数学模型又可分为确定模型和非确定模型,亦即在水文系统中,若所有变量均不考虑概率分布时,则这种模型是确定模型;若任一变量具有概率分布时,则该模型是随机模型。关于确定模型与随机模型的关系,国外已有一些研究。若输入为白噪声,通过单个线性水库的作用,其输出的自相关函数可以用一阶自回归过程来表示。水文时间系列无论是作为确定时间系列,还是作为随机时间系列,尽管两者参数估计的术语和方法不同,但是两者所用的概念     

基于LHS方法的地下水随机模拟及开采量风险性 评价

地下水流数值模拟过程中,水文地质参数的不确定性对模拟结果影响很大。以内蒙古鄂尔多斯市某水源地为例,利用拉丁超立方抽样(LHS)方法获得了含水层渗透参数的随机组合,进行地下水流随机模拟。通过对观测资料与计算水位的绝对值平均(MAE)误差和误差均方根(RMSE)的统计分析,获得了模型较为稳定的随机模拟次数是243次。利用该随机模型对水源地设计开采量进行水位预测,并给出允许降深的风险性分布图。结果表明,预测水位和标准差分布符合实际情况,水位降深大于35 m的风险性最大达到75%。     

分形模拟技术中产生可控随机序列的方法

分形模拟技术的关键之一是可控随机序列的产生方法。该文首先阐述了分形模拟技术中通常直接使用标准C库中srand()和rand()函数进行线性同作来产生随机序列这一方法的不足，尝试性地设计出查询随机数表的方法，这种方法基本上消除了rand()函数例程的任意周期性。然后在此基础上重点介绍了均匀分布随机序列、指数分布随机序列和正态分布随机序列这些可控随机序列产生的原理和实现方法，并通过实例体现这几种方法的良好效果。     

长江上游多站日流量随机模拟方法

随着梯级水库和水库群的建设,不仅需要单站的信息,而且需要流域内各站的综合信息,迫切需要发展多站的随机模拟模型。基于多变量分析理论提出了一种新的多站随机模拟方法。采用季节性自回归模型模拟主站的日流量序列,建立多维Copula函数描述主站和从站之间的时空相关性特征,依据Copula函数,生成从站的日流量序列。以长江上游为研究对象,建立了长江宜昌站、金沙江屏山站、岷江高场站、沱江李家湾站、嘉陵江北碚站和乌江武隆站的多站随机模拟模型,并与现有的主站法进行比较分析。结果表明,模拟与实测序列的统计特征值差别不大,模拟效果优于现有的主站法。     

随机模型在地下水资源计算中的应用：随机水文地质计算理论与方法

详细论述了地下水系统作为随机系统的客观合理性,应用随机模型于地下水资源 计算问题的可行性和必要性,介绍了地下水动态数据的随机处理方法,分类讨论用随机微分方程模拟,预测地下水位;并引入了伊藤随机积分研究地下水运动规律;将反求水文地质参数一维求布依模型推广到导水边界和二维情形。     

自适应神经模糊推理系统(ANFIS)在水文模型综合中的应用

由于目前已有很多比较成熟的流域水文模型,因此我们可以选用几个流域水文模型进行并行运算,来同时模拟流域降雨—径流关系。在相同的降雨输入情况下,不同模型得到的模拟流量必然会有所不同,模型效率系数和模拟精度也会不同。因此,如何将不同模型的模拟结果进行综合以进一步提高流量模拟精度是一个关键问题。本文选用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)作为水文模型综合平台,以牧马河流域为试验区域,对两个并行运算水文模型(三水源新安江模型和总径流响应模型)的结果进行综合处理,得到了更稳健的流量模拟结果,大大提高了模型效率和模拟精度。该方法值得在实践中借鉴。     

水资源系统模拟模型研究进展

回顾了国内外水资源系统模拟模型的研究历程,结合当前水资源领域发展方向,介绍了目前的研究现状。分析了以集成方式研究水资源系统模拟技术的必要性,评述了几类当前比较有影响的水资源系统模拟方法以及相应软件。阐述了面向对象技术(OOT)以及地理信息系统(GIS)等在流域水资源模拟中的应用。指出以计算机技术为先导,考虑不同的流域实际状况进行系统分析是构造通用水资源模拟模型的必要条件和发展方向。     

抽水灌溉系统站库联合优化调度数学模型

为解决我国南方岗地多级抽水灌溉系统灌溉保证率偏低、系统中工程效益发挥差等问题,以一具体灌溉系统为例,用系统分析的方法建立了大系统站库联合优化调度数学模型.模型中将多维动态规划模型与模拟模型等优化技术相结合,巧妙地解决了灌溉水量时、空协调优化调度问题.实例表明:该模型的应用能充分发挥系统中各骨干工程的作用,提高系统的灌溉保证率.模型为提高类似灌溉系统的灌溉效益提供了新的研究途径.     

水文地质计算中的随机模型及其应用前景

七十年代中、后期以来,水文地质计算中的随机模型方法（如多元回归方法、频谱分析方法、时间序列分析方法以及随机微分方程等）得到了很快发展,并在水文地质计算领域中给人们展示了十分可喜的前景。