• 2016年第36卷第4期文章目次
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    • >理论研究
    • 新型耦合数据驱动模型在降雨径流模拟中的应用研究

      2016, 36(4):1-7.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 346.86 K (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统数据驱动模型的不足,使其能实现降雨径流过程高精度连续模拟,提出新型耦合数据驱动模型——PEK,即:基于偏互信息的输入变量选择、基于新型集成神经网络的出流量预测和基于K最近邻模型的出流量误差预测。PEK模型具有以下特点:(1)提出了基于分离式选择策略和滑窗累积雨量的模型候选输入向量,并与基于偏互信息的输入变量选择方法联合使用,提高了输入信息的充分性和无冗余性,对建立精度高、泛化能力强的高质量模型意义重大;(2)提出了新型集成神经网络——EBPNN及其率定方法。联合使用NSGA-II多目标优化算法和早停止Levenberg-Marquardt算法,通过一次优化过程同时确定全局最优个体网络个数、各个体网络拓扑结构和网络参数。个体网络权重由基于AIC信息准则的权重优选方法确定。EBPNN在模拟精度和网络复杂度间取得了良好折衷,精度高、泛化能力强、率定结果客观;(3)PEK模型能够进行多步外推预报,实现了非实时校正模式下的高精度连续模拟,增长了预见期;(4)PEK模型不需要进行流域状态变量的计算,仅需初始出流量就可进行出流量的连续模拟。在呈村流域应用PEK和CLS两个数据驱动模型进行次洪降雨径流模拟及精度比较。结果表明PEK模型使用简便,模拟精度高于CLS模型,实现了多步外推的高精度连续模拟,增长了数据驱动模型的预见期。

    • 论涉水工程防洪安全设计的极限洪水

      2016, 36(4):8-11.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 226.29 K (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:论述以下几个关键问题:1涉水工程防洪安全设计零风险理念导致极限洪水新概念;2极限洪水的四大特性;3可能极限洪水的新见解;4极限洪水和万年一遇洪水既对立又统一,不能孤立地对待;5在敲定极限洪水采用值时合理性分析至关重要。

    • 径流还原计算中淤地坝拦蓄水量还原计算方法

      2016, 36(4):12-18.

      摘要 (623) HTML (0) PDF 359.81 K (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原地区淤地坝分布密集,对天然产汇流过程扰动较大,给径流还原或水资源评价带来了极大的影响。因此,研究淤地坝影响下的径流还原计算方法对区域水资源评价或径流设计有重要意义。以黑木头川流域为研究对象,分别采用还原系数法和径流系数法计算了殿市水文站控制产汇流区的淤地坝逐年拦蓄水量,并将两种方法的结果进行对比,论证了还原系数法的适用性。还原系数法的计算结果表明:19712007年殿市水文站产流区内的淤地坝平均年拦蓄水量为86.21×104m3,与径流系数法计算所得到的拦蓄水量基本一致,相对误差仅为1.36%。同时,研究发现单位控制面积分摊后的拦蓄水量在年际变化上并不显著,基本维持在某一区间内。研究结果表明还原系数法不仅可用于洪水还原,也可较为准确地计算淤地坝影响区的淤地坝拦蓄变量。作为河川径流还原计算方法或淤地坝影响的黄土高原地区水资源评价研究的计算方法之一,可与径流系数法进行交叉验证,进而获得比较准确的淤地坝拦蓄水量。且由于淤地坝年拦水量空间分摊后,单位控制面积的拦水量基本稳定,故在淤地坝上游无明显人类活动的情况下,可据此初估已知或近似区域淤地坝控制流域面积条件下的淤地坝年拦蓄水量,为黄土高原地区今后开展水资源评价和径流预报提供一条简单的途径。

    • >技术应用
    • 变化环境下石羊河流域年径流频率计算

      2016, 36(4):19-25.

      摘要 (191) HTML (0) PDF 357.09 K (275) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 乌鲁木齐河流域积雪面积变化及其对径流的影响

      2016, 36(4):26-30.

      摘要 (62) HTML (0) PDF 236.18 K (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:积雪面积是干旱区分布式水文模型的重要输入因子,为了研究其与径流间的关系,基于MODIS数据提取乌鲁木齐河流域英雄桥站以上积雪面积,分析了流域近年来积雪面积变化特征,采用偏相关分析法阐明了降水和气温变化对积雪面积的影响,并利用多元逐步回归与通径分析研究了径流同积雪面积、降水、气温间的关系。结果表明:(1)流域积雪面积12月份达到最大,7月份达到最小,多年积雪面积变化呈不明显下降趋势;(2)气温对积雪面积的变化较降水更加敏感;(3)流域内各因素间的相互影响促进了径流的产生。

    • 珠江三角洲地区近30年降雨变化趋势及其与气溶胶的关系

      2016, 36(4):31-36.

      摘要 (54) HTML (0) PDF 386.49 K (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于珠江三角洲地区19802010年0.5°×0.5°经纬度网格的逐月降水资料,利用Mann-Kendall秩次相关法,对珠江三角洲地区近30年的降雨趋势特征进行了分析。研究表明:珠三角地区24月降雨量存在显著下降趋势,而69月降雨量有显著的上升趋势。从气溶胶的角度对这种趋势产生的原因进行了分析,针对珠三角地区24月和69月不同的降雨类型,提出气溶胶物质的增多在一定程度上抑制了24月锋面雨的形成,而对69月台风雨的产生也存在可能影响的假设,并从降雨机制上进行了解释。

    • CMIP5多模式对中国及各分区气温和降水时空特征的预估

      2016, 36(4):37-43.

      摘要 (50) HTML (0) PDF 339.86 K (271) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用7个参加耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的全球气候模式模拟数据,在RCP4.5、RCP8.5两种排放情景下,从年、季、月尺度上对中国以及中国的7个区域的气温和降水进行未来情景预估分析。分析结果表明:20102099年,两种情景下中国的气温增加明显,并呈现出春弱秋冬(尤其是一、八、九、十一、十二月)强的特征,北部(N)、西北东部(ENW)、西北西部(WNW)、西藏(Tibet)的升温趋势高于其他地区。RCP8.5情景下的气温线性趋势值大部分都高于RCP4.5情景下的值。在RCP4.5情景下,20602099年东北部(NE)呈现降温。两种情景下,全国降水量也呈增加趋势,呈现由东南向西北递减的地理分布,并表现出冬弱春夏强的季节变化特征。西北西部(WNW)在全年降水偏少,春夏季黄河以北降水趋势较小,降水大值中心在长江以南地区,尤其是在五、六、七、八月份。秋季,在RCP4.5、RCP8.5情景下SE降水线性趋势分别低于或等于全国平均水平,东北部(NE)、北部(N)、西北东部(ENW)的降水线性趋势略高。在20102039年,在RCP8.5情景下西南(SW)的降水减少。

    • 基于水声学的太湖贡湖湾沉水植物盖度调查

      2016, 36(4):44-47.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 219.21 K (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:沉水植物是湖泊生态系统的重要组成部分,掌握贡湖湾沉水植物分布及变化对于科学评估贡湖湾水生态状况具有重要意义。应用DT-X多功能回声探测仪开展了贡湖湾沉水植物盖度调查,并将调查结果重点与遥感解析结果进行了对比。结果表明,1m和10m断面的仪器检测结果和人工调查结果差异较小,应用水声学技术开展沉水植物盖度调查简单、高效且精度更高,可以填补现有沉水植物调查方法的空白。

    • 基于原状土柱土壤水分传感器率定方法的研究

      2016, 36(4):48-52.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 321.55 K (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分传感器在现场安装后,需要针对现场土壤状况对其进行率定,以便校准率定关系。在工程实践中,土壤水分传感器现场率定是一项步骤繁杂、操作要求高、现场取土难度大、耗时较长的一项工作,严重困扰工程项目的实施。开展基于原状土柱率定土壤水分传感器研究,通过现场采集原状土柱,在实验室浸泡至饱和后取出,让土壤水分自然散失,用称重法定期称量原状土柱重量,同时记录土壤水分传感器原始测量值,以此来研究土壤水分传感器的工程率定问题,探讨提高现场安装的土壤水分传感器率定效率的方法,具有现实意义。

    • 三峡水库入库泥沙实时监测试验研究

      2016, 36(4):53-57.

      摘要 (593) HTML (0) PDF 296.28 K (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:入库泥沙实时监测是三峡水库科学调度的重要基础。长江委水文局以比浊法浊度仪为主要研究对象,对三峡入库悬移质泥沙进行了1 500余次比测试验。并考虑不同水力和泥沙因子对含沙量的影响,提出了浊度与含沙量非线性回归模型及精度指标。研究表明,比浊法浊度仪施测浊度具有时效性强、性能稳定、自动化程度高等特点,计算含沙量过程与传统方法得到的含沙量变化过程一致,沙峰含沙量、次洪输沙量推算误差均能满足三峡水库科学调度的需要,可为三峡水库科学调度提供技术支撑。

    • 梯级水电开发对大通河流域洪水过程的影响分析

      2016, 36(4):58-65.

      摘要 (62) HTML (0) PDF 661.13 K (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用大通河流域实测洪水资料和水利普查数据,定性和定量分析了梯级水电开发对流域洪水过程和洪水特征的影响,建立了梯级水电站数量与洪水涨落率、涨落频次的数学关系模型。结果表明:随着流域水电站数量的增多,洪水过程变化频繁,洪水涨落率增大,涨落频次增多;梯级水电开发使流域最大洪峰流量增大了19.7%21.5%,最大洪峰传播时间减少了6.1%,而对次洪水总量的影响较小。研究水文过程受人类活动的影响规律,对加强流域水电站统一调度、水能水资源可持续利用和水生态文明建设具有十分重要的意义。

    • 雷达技术在水文冰厚测量上的应用试验

      2016, 36(4):66-69.

      摘要 (262) HTML (0) PDF 396.88 K (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过比测试验,分析论证了使用雷达技术进行天然条件下河流冰厚测量与传统方法冰厚测量的区别,对测量误差进行了分析,闸述了应用雷达技术可快速、准确测量冰厚的优点。

    • 海河口浮游植物生态学特征

      2016, 36(4):70-75.

      摘要 (51) HTML (0) PDF 416.05 K (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了2014年5月和8月海河口9个站点的浮游植物物种及其群落特征。通过调查发现海河口有浮游植物48种,隶属于7门21科33属,以硅藻门、蓝藻门和绿藻门为主,总占比75.83%,优势种为鱼害微囊藻和中肋骨条藻。各断面浮游植物的平均密度为1 654.21×104cells/L,其中采样断面3号点位在8月份密度最高。生物量平均值5月份为1.235mg/L,8月份略高为1.262mg/L。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H′)平均值为0.97,Margalef丰富度指数(D)平均为2.24,Pielou均匀度指数(J)平均为0.25。研究结果表明,海河口水体处于中污型的中营养水平。

    • 黔南州不同雨量观测精度与降水特征值的对比分析

      2016, 36(4):76-79.

      摘要 (553) HTML (0) PDF 139.90 K (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:将水文站的虹吸式雨量计全部替换为无人值守的翻斗式遥测雨量计,极大地缩短了降水信息传播时间,但由于翻斗式遥测雨量计分辨率(0.5mm)与虹吸式雨量计分辨率(0.1mm)不同,其观测资料的一致性将受到影响。通过对贵州省黔南州三个水文站各种时段不同观测精度降水特征值的对比,定量分析了其误差范围,可为水文资料的一致性分析提供参考。

    • 宁波沿海设计高潮位分析及查算图绘制

      2016, 36(4):80-84.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 344.46 K (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取宁波沿海16个潮位站作为代表站,采用年最高潮位极值Ⅰ型分布法、年最高潮位P-Ⅲ型分布法、极值同步差比法、高潮同步相关法四种方法进行频率计算,根据计算结果绘制不同海域设计高潮位查算图,为宁波市沿海地区工程建设提供参考和依据,也便于查求无资料地区的设计高潮位。

    • >区域水文
    • 玛纳斯河流域地下水水位变化及水量平衡研究

      2016, 36(4):85-92.

      摘要 (552) HTML (0) PDF 626.49 K (251) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 2013年7月延河流域连续性洪水特性分析

      2016, 36(4):93-96.

      摘要 (210) HTML (0) PDF 311.84 K (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:2013年7月延河流域气候极端异常,强降雨持续不断,全流域普遍降雨的天数高达20d,甘谷驿水文站出现多场连续性洪水。依靠水文站初步整编资料,划分了洪水场次,计算了次洪径流系数、前期影响雨量,对比了"7·12"和"7·25"两场洪水的产流差异。通过计算分析和实地查勘,认为降雨强度和前期影响雨量是这两场洪水差异的主要和次要影响因素。

主编:蔡阳

国际标准刊号:ISSN 1000-0852

国内统一刊号:CN 11-1814/P

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