基于机器学习模型的淮河流域中长期径流预报研究

准确可靠的中长期径流预报是支撑水资源科学调配、提高水资源利用效率的关键。本研究采用AdaBoost模型(AdB)、随机森林模型(RF)和支持向量机模型(SVM)进行淮河流域王家坝和蚌埠站当年11月至次年10月共12个月的中长期径流预报研究。采用置换准确度重要性度量法从130项气象-气候因子及前期降雨/流量构建的1 562个因子变量中筛选出影响各月径流的关键因子,构建了基于AdB、RF和SVM模型的各月径流预报模型,模型参数采用随机搜索技术并结合交叉验证方式确定。采用变幅误差合格率和等级(五级)预报合格率指标对模型的预报精度进行了评估。变幅误差合格率指标表明,王家坝12个月的平均合格率分别为99.8%(AdB)、96.6%(RF)和95.9%(SVM),蚌埠站分别为100%(AdB)、94.8%(RF)和93.8%(SVM);等级预报合格率指标表明,王家坝12个月的平均合格率分别为79.0%(AdB)、76.4%(RF)和79.9%(SVM),蚌埠站分别为81.0%(AdB)、75.6%(RF)和76.6%(SVM)。模型均具有较好的预报效果,但RF和SVM模型对于高流量值的预报存在偏低现象,AdB模型整体上优于RF和SVM模型。     

煤炭坝矿区矿井涌水条件分析及防治水措施

湖南省煤炭坝是闻名全国的大水矿区,其矿井充水的特点是:矿井水主要由地下水集中径流带补给;涌水量大主要是因降落漏斗面积与深度扩大所致。防治水措施应主要采取帷幕截流,减少矿井涌水量;井下埋管控制大突水点,注浆堵塞小突水点;地面防塌堵漏,缩小降落漏斗范围。     

城市非点源污染管理的制度、信息和决策支撑

城市非点源污染对中国水环境的威胁日益加剧。制度不健全、信息基础薄弱和缺少决策支撑是当前城市非点源污染管理的主要制约因素。短期内,改善城市非点源污染管理的首要任务是夯实信息基础。从长远来看,制度的完善是落实城市非点源污染管理的根本保障。发达国家在信息基础建设和制度设计方面的成果和经验对于中国城市非点源污染管理工作有重要的参考价值。此外,先进的决策支撑技术是管理获得预期成效的重要保障。国际上决策支撑技术研究的最新发展动态值得国内相关领域借鉴。     

对长江宜昌站月平均径流量突变的分析

本文简要叙述了一阶矩突变扫描式t检验和二阶矩突变扫描式F检验算法,并应用于长江宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量的实测序列,划分出24个年际至十年际时间尺度的相对5级旱、涝时段及其变率特征,与有关长江上游洪水、干旱灾害的历史记载相吻合.     

渭河支流黑河径流变化特征分析

渭河支流黑河是西安市重要水源地,通过分析径流变化特征,为黑河流域水资源调度和生态保护高质量发展提供依据。采用线性回归法、滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和R/S等方法分析黑峪口水文站1950-2015年径流量的历史演变规律、突变点和未来变化趋势。结果表明：黑峪口站径流量年内分配不均,主要集中在汛期(6-10月),占全年径流量的70%。1950-1960年之间年代径流量大于多年均,属偏丰年代;1990-2010年之间年代径流量小于多年均值,属偏枯年代。年径流量呈现增加-波动-增加-减小的变化过程,且存在1992年突变点。年和月径流量均为减少趋势,除9月径流量减少趋势未通过显著性检验外,其余均为显著性减少,汛期减少幅度小于非汛期。年和月径流量Hurst指数均大于0.5,汛期径流量Hurst指数整体上小于非汛期,表明黑峪口站未来年和月径流量具有持续下降的趋势,汛期径流量持续性减少的趋势要小于非汛期。     

冰川流域径流估算方法探索——以科其喀尔巴西冰川为例

利用科其喀尔巴西冰川2005年6月至2006年5月水文、气象资料,并结合15 m融合TM、1∶50000地形图、FY-2C数值产品和NCEP/NCAR再分析资料等,构建了10个简单、具有一定自主创新意义的分布式冰川融水径流模型(空间分辨率60 m),较好地模拟了研究冰川流域的日平均流量.结果表明,利用FY-2C总云量资料并结合辐射传输参数化方案能够较好地估算流域太阳入射短波辐射;单独利用总辐射有直接估算大型冰川流域某段时期融水径流的可能.气温与冰川末端流量呈指数关系,度日因子模型更适合于消融季节;提出的基于单元格气温和海拔的简单消融模型有望改进度日因子模型.在气温指数模型中加入太阳辐射调整系数,能够更好地估算冰川融水径流.简化分布式能量平衡模型能够反映大型冰川融水径流的变化;单层汇流方案在一定程度上能够概化托木尔型冰川的汇流过程.     

单要素多周期推理模式法在径流预测中的应用

本文在单要素单周期推理模式法的基础上,提出一种考虑系列多周期性、趋势性和相似性的单要素多周期推理预测方法.使用该方法对磨盘山水库年径漉量进行预报,结果表明该方法预测精度较好,对只有径流资料的中小流域中长期径流预报具有应用价值.     

青藏高原东部气候变化及其对长江上游水资源的可能影响

依据青藏高原东部1961～2003年共43年气象资料以及长江上游宜昌站1890～2000年共111年年径流资料,非参数统计和参数统计方法相结合,分析了青藏高原东部及长江上游水文气象时间序列特性,探讨了青藏高原东部未来气候变化情景下长江上游水资源的可能变化：研究表明：青藏高原东部气温有明显升高的趋势;青藏高原东部降水量有波动性变化,但并不具有显著的变化趋势;长江上游年径流量呈现明显减少的趋势,特别是近10年减幅十分显著。在未来数十年或更长时间,青藏高原东部若出现最不利的气温显著升高且降水大幅减少的“暖-干”气候组合,长江上游水资源将会大幅度减小,若出现气温变化不大而降水增幅较大的“冷-湿”气候时,长江上游水资源则会有较大幅度增加。     

人类活动对海河流域径流系列一致性影响的分析

从地下水开发利用、水土保持生态建设两方面分析流域降水径流关系变化的成因,说明山丘区、平原区径流系列一致性修正方法,提出一致性、代表性较好的径流成果。结果表明,进行一致性修正后,海河流域1956～1979年平均年径流量较第一次水资源评价减少11.1%,且山丘区减少幅度小于平原区。