条件概率模型在非一致性水文序列频率计算中的应用

【目的】对条件概率模型在非一致性水文序列频率计算中的应用进行研究,为变化环境下的水文频率分析提供依据。【方法】基于条件概率模型,以渭河流域林家村、张家山和状头3个具有跳跃变异的水文站年平均流量系列为研究对象,选择两参数对数正态分布、三参数对数正态分布、Gumbel分布和P-Ⅲ型分布4种分布模型,采用模拟退火粒子群算法进行参数估计,以效率系数R2等指标进行拟合优度评价并选取最佳模型,最后采用学生化残差分析所选模型的合理性。【结果】3个水文站序列的理论频率曲线与经验点据配合的效率系数均高于0.96,最佳模型的学生化残差均服从标准正态分布,表明基于条件概率模型的计算结果合理可靠。【结论】条件概率模型的物理意义明确、理论严密、拟合效果较优,是一种对具有跳跃变异的非一致性水文序列进行频率分析的有效途径。     

陕北榆林地区河川径流变异类型的识别方法

【目的】探索陕北榆林地区河川径流变异类型的识别方法,为进一步了解黄土高原河川径流变化组成及其演变规律与发展机制提供参考。【方法】以陕西榆林22个水文测站的实测年径流序列为研究对象,将经验模态分解(EMD)法与二阶导数法、STARS法、迭代累积平方和(ICSS)法相结合,通过EMD分离径流序列中波动性成分(高频分量)与趋势性成分(低频分量),应用二阶导数法、STARS法和ICSS法对径流序列中趋势变异、均值变异和方差变异进行检验,有效识别不同水文站径流序列的复合变异特征与类型。【结果】陕北榆林地区22个水文站点径流序列总体呈现衰减趋势,年径流衰减速率空间差异较大(-0.06%～-54.73%),对榆林地区的区域用水安全造成了严重的威胁。年径流序列区域变异类型复杂多变,覆盖了未变异,趋势变异,均值变异,方差变异,趋势与均值两重变异,趋势与方差两重变异,均值与方差两重变异,趋势、均值、方差三重变异8种类型。其中,先升后降型和先降后升型的趋势变异主要集中在1960和2000年前后,向下跳跃均值变异主要发生于1970年左右,方差变异则多发于20世纪六七十年代。【结论】陕北榆林地区不同流域的径流时间序列变异程度有差异,且类型复杂多变,趋势变异、均值变异、方差变异基本呈现均势,且复合变异态势显著。在气候变化、下垫面条件变化以及直接人类活动的综合影响下,榆林地区的河川径流变化正在日趋复杂化。     

基于谐波小波的径流序列变异检测

【目的】用谐波小波分析非一致性径流时间序列变异点的数量及变异发生的时间。【方法】针对径流变异点检测方法复杂、难于识别全部变异点等问题,引入一种新的时频分析技术,利用谐波小波分析进行径流时间序列的变异点诊断。【结果】对实测的渭河华县站1961-2004年的径流序列进行谐波小波分析,视频图中的网格图和等高线图显示,1972年、1982年和1994年是径流的变异年。【结论】相对于传统的突变检测方法,谐波小波分析方法在分析非线性时间序列时具有方法简便、可行、有效、分辨率高、对突变点敏感等特点,能够有效地诊断出高度复杂、非线性序列的变异点。     

最大熵原理在水文频率参数估计中的应用

【目的】应用最大熵原理研究水文频率分布参数估计和分布线型优选,为陕北地区水利工程的规划设计提供科学依据。【方法】基于最大熵原理,以陕北地区主要水文站年径流系列为研究对象,采用14种水文频率分布线型进行参数估计,并选取最小信息熵准则和AIC信息准则进行线型优选。【结果】在陕北地区7个水文站中,采用最小信息熵准则进行线型优选时,有5个站的最优分布线型为P-Ⅲ分布;采用AIC信息准则时,有3个站的最优分布线型为对数正态分布,表明P-Ⅲ分布和对数正态分布对陕北地区多数年径流资料拟合较好。【结论】最大熵原理方法简便、合理可行,可用于水文频率参数估计。陕北地区年径流系列的理论分布线型为P-Ⅲ分布或对数正态分布。     

P-Ⅲ型分布序列无偏绘点位置计算研究

【目的】研究P-Ⅲ型分布序列无偏绘点位置计算公式。【方法】应用次序统计量数学期望值原理、双指数变换数值积分方法,求解P-Ⅲ型分布绘点位置的数值解。在此基础上采用线性回归法概化出近似无偏绘点位置公式,并通过蒙特卡洛统计试验将文中近似无偏绘点位置公式与现有绘点位置公式的计算结果进行比较。【结果】用双指数变换数值积分可计算出P-Ⅲ型分布任意绘点位置的高精度数值解。由此推导的近似无偏绘点位置公式具有较好的描述能力和预测能力。在陕西关中地区36个测站年降水数据频率计算和拟合优度评估中的应用表明,在概率点据相关系数、均方根误差2种评价标准下,推导公式拟合最优站数分别占总站数的72.2%和69.4%。【结论】文中近似无偏绘点位置公式可应用于陕西关中地区降水频率的计算,且拟合度较好。     

陕北榆林地区河川径流变异类型的识别方法

【目的】探索陕北榆林地区河川径流变异类型的识别方法,为进一步了解黄土高原河川径流变化组成及其演变规律与发展机制提供参考。【方法】以陕西榆林22个水文测站的实测年径流序列为研究对象,将经验模态分解（EMD）法与二阶导数法、STARS法、迭代累积平方和（ICSS）法相结合,通过EMD分离径流序列中波动性成分（高频分量）与趋势性成分（低频分量）,应用二阶导数法、STARS法和ICSS法对径流序列中趋势变异、均值变异和方差变异进行检验,有效识别不同水文站径流序列的复合变异特征与类型。【结果】陕北榆林地区22个水文站点径流序列总体呈现衰减趋势,年径流衰减速率空间差异较大（-0.06%～-54.73%）,对榆林地区的区域用水安全造成了严重的威胁。年径流序列区域变异类型复杂多变,覆盖了未变异,趋势变异,均值变异,方差变异,趋势与均值两重变异,趋势与方差两重变异,均值与方差两重变异,趋势、均值、方差三重变异8种类型。其中,先升后降型和先降后升型的趋势变异主要集中在1960和2000年前后,向下跳跃均值变异主要发生于1970年左右,方差变异则多发于20世纪六七十年代。【结论】陕北榆林地区不同流域的径流时间序列变异程度有差异,且类型复杂多变,趋势变异、均值变异、方差变异基本呈现均势,且复合变异态势显著。在气候变化、下垫面条件变化以及直接人类活动的综合影响下,榆林地区的河川径流变化正在日趋复杂化。     

考虑径流非一致性的水库分期旱限水位优化研究

【目的】分析变化环境下水文序列的非一致性,为龙羊峡水库分期旱限水位优化调度模型的建立提供参考。【方法】采用Mann-Kendall检验法、有序聚类分析法和水文序列振动中心重构法,对龙羊峡水库年径流序列进行一致性分析及修正,然后利用水库旱限水位分级和Fisher最优分割法,对径流序列修正前后不同干旱等级下的水库分期旱限水位进行确定,最后通过耦合分期旱限水位建立以缺水指数最小为目标函数的龙羊峡水库优化调度模型,对径流序列修正前后两种情况下的分期旱限水位进行对比研究。【结果】一致性检验发现,龙羊峡水库径流序列具有明显下降的趋势,并在1989年发生突变。经一致性修正后计算龙羊峡水库7-10月、11-12月、1-4月、5-6月4个分期的旱限水位,在轻旱条件下分别为2 530.00,2 534.91,2 539.10和2 535.13 m,中旱条件下分别为2 530.00,2 535.44,2 539.80和2 536.70 m,重旱条件下分别为2 530.00,2 535.87,2 540.35和2 537.89 m;特旱条件下分别为2 530.00,2 536.06,2 540.58和2 538.12 m。采用不同调度模型对龙羊峡水库进行优化调度,结果显示修正后的调度效果较好,其总缺水量、缺水指数相比修正前分别降低5.37%和6.03%,其中枯水时段平均缺水量降低了10.71%,缺水程度改善明显。【结论】非一致性径流对龙羊峡水库旱限水位的确定有一定影响,一致性修正后的径流使水库旱限水位的确定更加可靠,水库的抗旱能力得以提升,可为水库供水、抗旱应急管理决策提供参考。     

年径流序列趋势识别研究

【目的】采用修正Mann-Kendal法,进行年径流序列的趋势识别,以期为陕北地区的水资源利用与管理提供依据。【方法】采用Mann-Kendal法,对年径流序列的统计变量和方差、秩次序列的显著自相关系数、年径流序列的方差修正因子和修正方差及修正统计量进行计算。依据陕北地区11个测站的年径流资料,采用传统的参数、非参数检验法和修正Mann-Kendall法,进行了年径流序列趋势识别的实例研究。【结果】神木站、刘家河站和枣园站的年径流序列存在显著的正自相关系数,绥德站和黄陵站的年径流序列存在显著的负自相关系数;神木站的年径流量呈现明显的下降趋势,绥德站、交口河站、刘家河站、志丹站、张村驿站、枣园站和黄陵站的年径流量略有下降趋势,吴旗站和安塞站的年径流量略有上升趋势,而杏河站的年径流量无明显变化。【结论】修正Mann-Kendall法充分考虑了序列相关性对趋势检验的影响,是年径流趋势识别的一种新途径。     

渭河关中段年径流过程变异点的诊断

【目的】利用滑动秩和检验法研究渭河流域径流过程的变异点位置及数目。【方法】针对水文过程变异的复杂性,采用初步判断、详细诊断和综合分析判定3个步骤,以详细诊断为核心,在分析比较目前各种变异点诊断方法的基础上,运用滑动秩和检验法,对渭河流域关中段干流及主要支流林家村、魏家堡、咸阳、华县、景村和状头6个控制性水文站50年(1956~2005年)的径流序列进行详细诊断,再结合成因分析法进行综合判定,分析了各站径流过程比较显著的变异点数目与位置。【结果】经过三步分析诊断可知,渭河干流林家村、魏家堡、咸阳、华县4站均存在2个变异点,分别为1971和1994年,径流系列可以分为3段,即1956~1970,1971~1993和1994~2005年;景村和状头2个支流站均存在1个变异点,且均发生在1994年,径流系列可以分为2段,即1956~1993和1994~2005年。【结论】利用滑动秩和检验法诊断径流系列的变异点,方法简单可行、适应性强,而且检验结果的可靠度高,因而具有一定的推广价值,利用该方法对渭河流域6水文站的诊断结果符合实际情况。     

基于熵原理的年降水频率分布参数估计研究

【目的】研究最大熵、Meilin变换和交互熵3种基于熵原理的方法在年降水频率分布参数估计中的应用效果,为水文分布参数估计方法的选择提供依据。【方法】选用P-Ⅲ分布,以陕西省关中地区扶风、麟游、眉县、太白、西安和长武6个水文站年降水序列为例,应用最大熵、Meilin变换和交互熵法估计分布参数,计算年降水量拟合值,将结果与传统的矩法和线性矩法结果进行比较,并采用OLS和AIC准则评价频率曲线对实测值序列的拟合效果。【结果】OLS和AIC准则评价曲线的拟合优度基本一致,采用最大熵法估计分布参数时上述6个水文站的AIC值分别为255.421,255.673,240.592,264.032,419.178,289.437,采用Meilin变换估计时各站的AIC值分别为255.421,255.673,240.592,264.032,419.178,289.437,采用交互熵估计时各站的AIC值分别为249.967,251.269,232.356,257.481,412.545,276.879,采用矩法估计时各站的AIC值分别为256.436,256.037,241.109,262.969,419.122,291.161,采用线性矩法估计时各站的AIC值分别为250.081,251.992,232.828,256.229,414.030,278.745。频率曲线图与拟合优度评价结果一致,5种方法均可以取得较好的拟合效果,最大熵法和Meilin变换估计结果基本相同且优于矩法,交互熵法优于其他方法。【结论】最大熵、Meilin变换和交互熵3种参数估计法均可借助于计算机求解,是可行的年降水频率分布参数估计方法。     

农业科研单位经济核算体系研究

农业科研单位实行经济核算，必须综合动用会计核算，统计核算，业务核算，从而建立经济核算的核算体系。     

结构动力计算地震波的反演分析

利用快速傅立叶变换(即FFT算法)进行了地震波的数字频谱分析和地震波的反演,结合坝与地基动力相互作用的工程实例,对地震波的2种输入方法进行了动力分析比较。结果表明,将地面自由场地震记录反演到岩基面,作为计算建筑物动力响应的地震波,更贴近实际工况。     

土方量计算方法研究

就平原和山地2个实例,研究了不同的土方量计算方法之间的差异,并且得到了各方法最适宜的应用领域。     

对"计算机文化基础"课程"计算机原理"部分的教学改革

非计算机专业的学生没学过与 计算机原理"相关的前期课程,要在 3～ 4个学时内讲清计算机的工作原理是困难的。但如不从计算机的数学起源和电路实现处讲,学生始终有架空的感觉。我们在讲非计算机专业的 计算机文化基础 "时,从逻辑代数讲起,阐明计算机是如何用逻辑运算完成数值计算的。再说明计算机硬件(存储器、运算器、控制器)的逻辑电路实现,以及计算机是如何用软件操作硬件来完成工作的。并对学生不易理解的文件、目录、路径问题作了较深入的说明。只用 3～ 4个学时,即能给学生建立一个虽然粗略,但切实可信的计算机形象     

油田地面集输管网优化计算研究

根据混输的模型方程并结合网络图论理论,对油气集输管网系统优化设计计算结果进行了分析,推导出了适用于管网系统的多相水力学计算的基本方程,该方程由节点连续性方程、环能量方程和两相流模型方程组成.建立了管网优化的数学模型,并给出了具体的算例.     

林地地粗量化研究

以马克思地租理论为指导，阐明市场经济条件下我国林地地租的内涵及特征：求出零级土地的立地指数等级和各立地等级的年级差地租，从总地租中分离出绝对地租和级差地租。     

浅议继电保护在电厂的应用及日常维护

继电保护在电力系统中的应用非常广泛,根据多年的工作实践,总结出继电保护在电厂中的实际应用。     

森林主伐量的动态分析计算

本文在考虑现有森林各龄级的蓄积及其连年生长率的两个前提下,对能保证永续利用的最大收获量求算方法作了初步的探讨。虽然解决问题的方法归结为非线性目标规划问题,但在编制电算程序时,由于用的是从高龄级到低龄级的试算循环比较法,因而比非线性目标规划程序简短得多,电算时所占的内存空间和耗费的机时也少得多。     

混凝土面板堆石坝面板接缝的渗流计算模型研究

基于等宽缝隙稳定流的运动规律,建立了面板接缝的渗流计算模型,并以公伯峡水电站大坝为例,对模型进行了验证。结果表明,该计算模型考虑了接缝充填情况,可计算确定各种接缝渗流要素,揭示了在面板接缝止水失效情况下面板堆石坝的渗流变化规律。     

阿塞线输油管道热力越站理论计算与应用

为了降低原油输送的能耗，对阿塞线实行热力越站进行了理论分析，以实际参数为依据，着重从热力和水力两方面进行了计算论证，为热力越站提供了充实的理论依据。