GA-BP组合预测方法在北洛河年径流量预测中的应用

为寻求较为合理的径流量预测方法,利用GA-BP组合模型进行径流量预测的研究,首先利用GA算法(Genetic algorithm)全局搜索能力定位出一个较好的搜索空间,再利用BP算法(Back propagation)神经网络的局部寻优能力,以陕西省北洛河状头站实测数据为基础进行径流量预测。结果表明：利用GA-BP组合模型预测2001—2010年结果的相对误差分别为-8.9%、-12.6%、-7.4%、9.4%、-7.6%、15.0%、-5.5%、10.7%、13.3%和-8.2%,预测精度较高,从相对误差和训练次数比较可以看出,GA-BP组合模型优于基本BP模型和GA模型。     

组合灰色预测模型在入库流量预测中的应用

本文将灰色GM(1,1)模型、BP人工神经网络和马尔柯夫链相结合,利用历年入库流量及千河径流量建立组合模型对入库流量进行预测。GM(1,1)模型主要预测趋势,其前半部分与实测值拟合较好,BP神经网络模型后半部有波动部分与实测值拟合较好,二者结合使相对误差最小建立组合模型,同时运用马尔柯夫链预测入库流量的变化范围。预测2001和2002年的入库流量对模型进行检验:GM(1,1)模型预测的相对误差分别为0.359和-0.017;BP神经网络预测的相对误差分别为0.032和-0.251,组合模型相对误差分别为0.164和0.117,组合预测值在预测区间之内,该组合模型预测结果合理有效,能更精确预测冯家山水库入库流量。     

Van Genuchten模型在土壤水分特征曲线拟合分析中的应用

利用Matlab软件的非线性拟合和非线性回归函数,对传统耕作和免耕耕作两种方式下土壤水分特征曲线进行分析,建立相应的Van Genuchten模型,并对模型进行检验和应用.结果表明,非线性回归较非线性拟合适应性高;Van Genuchten模型适应性好,可以应用于不同耕作条件下的土壤水分分析.     

灰色BP神经网络模型在民勤盆地地下水埋深动态预测中的应用

先建立等维新患GM(1,1)模型和BP神经网络模型相耦合的灰色BP神经网络组合模型,再以民勤盆地64、65和84号井为代表,运用此模型模拟和预报石羊河下游民勤盆地的地下水埋深动态.模型精度检验表明,64、65和84号井预测值的平均相对误差分别为0.45%,0.93%,0.62%,均小于1%,符合精度要求.相比GM(1,...     

改进的TOPSIS模型在陕西省农业干旱脆弱性区划中的应用

以陕西10个地市作为研究对象,从暴露性、敏感性以及恢复能力三个方面选取12个指标构建农业干旱脆弱性评价指标体系,应用改进的TOPSIS模型计算得出各市区的相对贴近度,对陕西省农业干旱脆弱性进行综合评价。结果表明:陕西省农业干旱脆弱性存在地域性差异,10个市区的农业干旱脆弱性由高到低排序依次为安康(0.7841)商洛(0.7650)汉中(0.6939)西安(0.5977)榆林(0.4657)延安(0.4605)渭南(0.4555)铜川(0.4319)宝鸡(0.3525)咸阳(0.2996),整体呈现"南高北低"的分布格局;从暴露性来看,陕西省农业干旱暴露性指数最高为渭南,其次为咸阳和西安,其它市区均较低;从敏感性来看,陕西省农业干旱敏感性分布两极分化严重,主要表现为陕南地区敏感性总体偏高,关中地区和陕北地区除铜川市和延安市敏感性较高外,均处于较低水平;从恢复能力来看,陕西省农业干旱的恢复力分布无明显规律,按其恢复力由高到底排序依次为:延安渭南榆林咸阳西安铜川宝鸡汉中安康商洛。改进的TOPSIS模型能较合理地从整体上对农业干旱脆弱性进行评价分区,符合实际情况,为其他多属性综合评价提供了一个新的思路和算法。     

运用蒙特卡罗方法预报年降水量研究

本文将蒙特卡罗 ( Monte- Carlo)方法应用到吉林省白城地区年降水量预报工作中。把年降水量作为随机变量来处理。根据白城地区过去 40年降水资料 ,提取该地区年降水量变化所蕴含的随机性和统计规律性 ,这些属性表征了该地区年降水量变化的固有特征。根据这些特征 ,运用蒙特卡罗 ( Monte- Carlo)方法 ,并利用 VB语言编程 ,对该地区未来 2 0年降水量变化进行了预报     

近60 a来内蒙古极端降水时空变化及其影响

基于内蒙古地区41个气象站点1958-2017年的逐日降水数据,采用世界气象组织等推荐的9个极端降水指数,运用线性趋势分析、克里金插值法、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和主成分分析等方法研究了内蒙古地区近60a来极端降水时空变化、周期规律和气象灾害效应。结果表明:内蒙古地区近60a来出现了干燥化趋势,即伴随着降水量的减少,各极端降水指数出现不同程度的下降趋势,以20世纪60年代和21世纪初下降最为明显。各极端降水指数倾向率在空间上大体呈现出从东西部向中部递减的规律,大都以集宁、呼和浩特、通辽和新巴尔虎右旗为低值中心。各极端降水指数的最大概率突变年为1995年,此后出现了不显著下降的趋势。各极端降水指数均存在3~5 a、14~17 a、20 a左右的周期变化。除连续无雨日数外,各极端降水指数与年降水量之间均存在较好的相关性。内蒙古极端降水变化导致该区旱灾与风灾增多加重,草原沙漠化加强,洪灾与低温冻害减少减轻,应有针对性地采取措施加强旱灾与风灾预防。     

近55 a内蒙古极端降水指数时空变化特征

基于内蒙古100个气象站点1960-2014年日降水数据,选取气候变化监测与指数专家组(ETCCDI)推荐的9个极端降水指数,采用Sen’s斜率法和Mann-Kendall非参数统计检验方法以及空间地统计方法,研究了极端降水指数时空演变特征。结果表明:研究区区域平均的全部极端降水指数均呈不同程度的下降趋势,且年际波动显著;分区的年际趋势有所差异,即东部地区潮湿日数(NW)呈增加趋势,其余极端降水指数均呈减少趋势,其中持续干燥指数(CDD)呈显著下降趋势(P<0.05);中部地区所有极端降水指数均呈减少趋势,其中年总降水量(PRCPTOT)减少趋势较明显;西部地区持续湿润指数(CWD)、强降水量(R95)、单日最大降水量(Rx1day)、5日最大降水量(Rx5day)呈减少趋势,其余指数均呈增加趋势。从极端降水指数变化趋势的空间分布特征来看,区域差异显著,总体上呈下降趋势的站点主要分布于内蒙古东部和中部地区,而呈上升趋势的站点主要分布于内蒙古东北部和西部地区。     

内蒙古人口城市化Logistic模型及其应用

城市化是走向现代化的必经阶段.就现阶段和未来很长的一个时期加快内蒙古城市化进程不失为一条改善和恢复生态环境的有效而重要途径.城市化发展轨迹呈"S"曲线,由于受地缘、自然、政治、经济、文化、制度等多方面的影响,各地城市化过程的阶段划分的临界值("S"曲线的拐点)有所不同.本文基于人口城市化Logistic模型原理,计算出内蒙古人口城市化"S"型曲线.经计算,内蒙古人口城市化发展的确沿着"S"型曲线演进,且是呈连续的"S"型曲线.根据预测情况看,内蒙古城市化过程的道路还很漫长,但在2010年左右城市化水平达到50%,正是发展的快速阶段.与我国相比,内蒙古城市化水平并不存在"严重滞后"的现象.     

新乡市近60年降水序列变化规律及干旱预测

新乡市属严重缺水地域,近年来干旱的加剧使水资源短缺问题更加突出,严重制约了区域社会经济的发展。因此,对该地区进行降水序列的分析以及干旱的预测显得尤为重要。利用新乡市1953-2010年的年降水量资料,采用一元线性回归法和Mann-Kendall法分析新乡市降水的时间变化规律,结果表明：该地区近60年来年降水量呈减少的趋势,干旱发生频率有增加的趋势。以1953-2000年的年降水量资料为建模数据,2001-2010年的年降水量资料为检验数据,运用灰色系统的灰色预测方法,建立新乡市的灰色预测GM（1,1）模型,对该地区未来一定时期内干旱发生的时间进行预测,经检验该预测模型精度高,检验结果与实际相符,故可用该模型对新乡市未来的干旱年进行预测。预测结果显示,新乡市将在2012-2013、2020-2021、2028-2029年期间发生干旱。     

近二十年内蒙古地区空中水资源的分布及变化趋势

根据内蒙古自治区12个探空站1980-2000年的每日两个时次的探空资料,计算了每个探空站的可降水量,分析了内蒙古地区可降水量的时空分布和多年的变化趋势。另外利用这12个站的实际降水资料分别计算了它们每个月的降水效率、年平均降水效率。结果表明:可降水量从1-7月逐渐增加,7月后逐渐减少,且从东到西依次减少。1980-2000年12个站的可降水量均呈现出增加的趋势。降水效率在7、8月份最大。年平均降水效率最少的是额济纳,最大的是索伦。内蒙古地区的降水效率较低,即使是降水效率最大的索伦站7月份的降水效率也只有21.02%,因此,可以说内蒙古地区的空中水资源的开发潜力是较大的。     

环流特征量指数在新疆汛期降水趋势预测中的应用

利用中国气象局气候中心下发的74类环流特征量值,通过相关分析,建立了新疆10个区域的汛期降水预测模型。结果表明:预测模型对新疆汛期降水趋势有一定的预报能力,尤其是在新疆洪涝灾害多发的伊犁及博尔塔拉蒙古自治州、北疆沿天山一带、天山山区,建立的3个区域预测模型可以作为汛期降水预测的主要工具。     

近54年来晋陕蒙地区降水变化特征

以晋陕蒙地区60个气象站点1960—2013年逐日降水观测资料为基础,分析了晋陕蒙地区近54年来年均降水量和极端降水量的时空变化。研究发现,近54年来,晋陕蒙3个省(区):(1)年均降水量都在波动中呈缓慢的减少趋势,减少趋势均不显著,晋陕蒙三省(区)减少趋势分别为14.014、10.706 mm·10a-1和0.76 mm·10a-1;空间上内蒙古年均降水量呈现出明显的东西差异,由东部400~500 mm向西减少到200 mm以下,山西年均降水量由东南向西北递减,晋东南在500~800 mm,而晋西北在400~500 mm,陕西年均降水量表现为南多北少的特点,陕南地区大于800 mm,陕北下降到400~500 mm。(2)从变化趋势上来看,从东南向西北,降水出现由减少到增多的变化趋势,原来降水多的地区趋于减少,降水少的区域趋于增多,晋陕蒙地区内部降水量差异趋于减小。内蒙古东部减幅为0~1 mm·a-1,而西部增幅为0~1 mm·a-1。山西省南部最大减幅1~3 mm·a-1,而在晋东北减幅在3 mm·a-1以上。陕北和陕南地区减幅较小为0~1 mm·a-1,陕西中部大部分地区减幅较大为1~3 mm·a-1。(3)200 mm和400 mm降水等值线呈明显年代际波动,1970年代和1990年代偏西偏北,1980年代和2000年代偏东偏南。近年来夏季风影响范围缩小,内蒙古降水趋于减少,晋陕南部略有增加。(4)年均极端降水量呈不显著增加趋势,变化幅度大部分在0~1 mm·a-1,此时段内极端降水量未发生突变,极端降水量的增加,使本地区降水处于不稳定状态;极端降水强度方面,山西和陕西的极端降水强度明显大于内蒙古,山西和陕西极端降水强度由南向北依次递减,陕西南部大于50 mm·a-1,而北部降低到30~40 mm·a-1,山西省大部分地区在40~50mm·a-1,只有在北部为30~40 mm·a-1,内蒙古极端降水强度由东向西逐步减少,东部为30~40 mm·a-1,西部在20 mm·a-1以下,极端降水强度的变化趋势内部差异不大;极端降水日数呈弱增长,增长水平不显著,此时段内极端降水日数没有出现剧烈变化。     

内蒙古东北部大豆灌溉动态预报模型

为实现内蒙古东北部大豆农田灌溉动态预报,应用多项式拟合方法将大豆适宜土壤湿度下限值插值到全生育期的每一天,形成适宜土壤水分下限动态连续指标曲线,并从土壤-作物-大气连续体角度出发,依据农田土壤水分平衡理论,利用内蒙古突泉农业气象试验站2001—2007年土壤水分数据和气象资料,建立了适合内蒙古东北部旱作农区的大豆灌溉动态预报模型,实现了灌溉日期和灌溉量的时域滚动预报;利用2008—2011年实测数据验证该模型模拟结果,土壤相对湿度预测值与实测值的均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.44%和3.42%,预报灌溉日期的误差在-3~3 d之间,表明模型准确性和实用性较强,可为东北大豆产区节水灌溉提供一定的科学依据。     

河西走廊中部近53年降水变化及未来趋势预测

利用位于河西走廊中部的6个气象站1957-2009年的降水资料,分析近53年降水量年际年代际变化、季节变化、空间变化、各月变化.在分析降水量历史演变的基础上,利用均生函数方法建立了河西走廊中部降水量的预测模型.结果表明:近53年该地区降水量以4.75 mm/10 a的速度在递增,20世纪80-90年代前期降水量出现下降...