基于云模型的典型水文年选取研究

典型水文年的选取是水文特性分析的重要环节,也是水电站调度管理的基础性研究工作。为避免传统频率法计算过程中人为确定分类标准的主观性,引入云模型理论,利用云变换方法提取径流时间序列不确定性概念,并采用一种考虑幅度系数影响的概念跃升方法进行云综合,实现了对径流数据定性概念的自动划分。实例仿真表明,该方法所提取的概念中心与传统频率法得到的理论值相近,且基于云模型的概念表示能同时体现概念的随机性和模糊性,从而能更准确地描述流域水文丰枯特性。     

水文频率计算的误差分析及安全性研究

在水文频率计算中由于误差的存在,使得估计值与实际值之间存在偏差,这种偏差导致在水利工程设计中产生了不安全因素。本文就此提出了安全保证率的概念,并运用统计试验的方法,对用矩法估计水文计算参数时的安全性进行了研究,并对设计值服从的P-III型分布各主要参数对安全性的影响进行了研究,为提高水文频率计算的安全性指出了研究方向,提供了检验手段。     

变化环境下考虑线型不确定性的水文设计值估计

变参数概率分布模型是描述变化环境下非平稳性水文极值系列的概率分布特征的重要方法之一,分析多个变参数概率分布模型的拟合效果,优选确定采用的模型。但由于变参数概率分布模型的参数变化规律未知,最优拟合的模型也未必能精准地代表非平稳极值系列的概率分布特征,导致依据单一最优拟合模型计算的结果不可避免地存在不确定性。鉴于此,提出对多模型的计算结果进行综合,即构建多套变参数概率分布模型,基于赤池信息准则选取拟合最优的若干模型,采用等可靠度方法推求基于各选定模型的水文设计值,并对不同模型的估计结果进行加权综合获得综合设计值,以降低模型选择对水文设计值产生的不确定性影响,增强水文频率分析计算结果的可靠性。     

水文频率分析软件的开发

为了解决水文频率分析中工作量大的问题，以Visual Basic6.0和作为开发平台，开发出水文频率分析软件，可以完成频率分析中的样本系列排序，经验频率计算，估计参数初值，参数优选，设计值推求，成果打印等工作，尤其是直接对伽玛函数积分而免去了查φ值表的麻烦，大大提高了频率分析计算的速度与精度。     

基于GIS的小流域设计洪水计算

山区洪水是农村自然灾害之一,以流经浙江省衢州寺坞村段的庙源溪为研究对象,针对小流域缺乏实测洪水资料的特点,基于地理信息系统（GIS）实现高精度和高效率的流域特征提取,利用不规则三角形网格和空间分析功能生成水文统计参数等值线,实现所需研究区的等值线的内插。根据GIS获取的水文模型参数,通过频率计算得到不同历时下不同频率的设计雨量,进而采用推理公式法计算得到设计洪峰,为山洪灾害预警提供依据。     

水文频率分析的线性矩法实用化研

线性矩法在水文频率分析中具有理论优势,但因为计算复杂而实际应用较少。为使该法在实践中得到推广应用,开展了线性矩法在水文频率分析中的实用化研究,设计开发了基于线性矩法的水文频率分析软件。该软件采用数值积分算法计算有关概率分布的函数值,有效提高了成果的精度。本文主要介绍研究思路、关键技术及其应用实例。     

水文频率计算中窗宽和核函数对密度函数估计影响分析

针对密度函数估计模型的2个重要影响因素"核函数和窗宽"的选择进行了理论分析和模拟研究。分别选择了4种核和4种窗宽进行了模拟分析,得出核对密度拟合影响不大,窗宽的选择直接影响拟合的精度。为了计算方便,推证了最优核函数和最优窗宽的近似计算公式。最后以实例对五龙口水文站的流量进行了频率计算,采用2种方法对比分析,可选择合理的流量设计值,为解决水文频率计算提供了有效途径。     

基于Hilbert和改进Prony的闪变检测

电压波动与闪变是当前电能质量问题的重要研究对象之一,对其进行有效监测,对于电能质量治理具有重要意义。提出一种基于Hilbert变换与改进的Prony法的参数估计法,该方法能准确提取出信号的包络线,检测出调制分量的幅值、频率等参数信息,采用统计排序法计算出短时闪变值Pst。 MATLAB仿真验证了该算法的有效性与精确性。     

基于二层规划理论的水文模型参数识别研究

流域水文模型有效应用的关键之一是参数识别,但由于水文模型存在高度敏感性参数以及参数之间的高度相关性增加了模型参数识别难度。本文以新安江模型为例,在分析参数敏感性和相关性的基础上,建立了基于二层规划理论的参数识别模型,研究了二层规划问题的求解算法,并进行了天福庙水库径流模拟的实例研究。通过与SCE-UA、PSO、PMSE-PSO和SMSE-PSO优化单目标函数的结果比较,可以看出,基于二层规划理论的新安江模型参数优选方法具有较高的预报精度,是一种有效可行的水文模型参数优选方法。     

浅析基于Cs和Ck相对关系的分布函数初步选型

利用理论分布函数分析水文要素分布规律是水利工程中常用的方法,但在使用过程中如何选择一种合理的理论分布函数是难点所在.本文以万年县境内荷塘水文站多年径流量参数为统计样本,通过对比样本与4种常见分布函数的偏态系数Cs和峰度系数Ck的相对关系,找到适合样本的理论分布函数,并通过比较4种不同分布函数对样本的拟合结果,进一步验证...     

沿海地区年最高潮位频率分析研究

在资料的一致性检验的基础上，采用P-III型分布及极值I型分布，研究了沿海地区年最高潮位频率分析计算方法。结合连云港站历年潮位资料，对比了两种方法的计算效果。计算结果表明，两种方法对不同重现期设计值的估计结果接近。由于年潮位系列CV较小，采用P-III型分布计算时，参数CS/CV的比值较大，远远超出水文设计习惯采用的值，加大了经验适线的难度。因此，在工程设计时，建议采用极值I型分布进行设计潮位计算。     

基于LMD与Wigner-Ville分布的水力机组振动信号分析

针对现有非平稳信号处理方法在分析水力机组振动信号时,无法同时兼顾较高的时频分辨率和瞬时时频特征的有效提取问题,提出了一种新的将局域均值分解(LMD)和Wigner-Ville分布相结合的非平稳信号处理方法,并将其应用于水力机组甩负荷工况的上导轴承摆度信号分析.通过与短时傅里叶变换、小波变换和Wigner-Ville分布方法提取的时频谱图对比分析,表明该方法继承了局域均值分解可以将多分量非平稳信号分解为多个频率成分单一的PF分量、以直接计算瞬时幅值和瞬时频率的优点,以及Wigner-Ville高时频分辨率的优点,同时,避免了Wigner-Ville分布因为受到固有交叉项干扰导致多个频率成分的信号难以表示清楚的缺陷,能够有效提取与转速变化趋势基本一致的瞬时时频谱图,为后续机组状态识别与故障诊断提供分析工具.     

基于最大熵谱估计的水文周期分析

最大熵谱估计法是以AR模型为基础的一种参数谱估计方法。该方法通过频谱分析,可以计算出全局性的主要周期,从而反映出水文时间序列的整体特性。本文介绍了最大熵谱估计法的基本概念和理论,并论述了用Burg算法作为求解AR模型参数的方法。针对岷江紫坪铺水文站1937-2004年的年径流实测资料,本文将最大熵谱估计理论应用于水文时间序列周期的提取上,并采用Fisher检验方法对提取出的周期进行了检验。通过分析发现,岷江紫坪铺站年径流序列存在4年左右的变化准周期,对揭示岷江中上游水文周期的变化规律具有一定的探讨意义。在研究中同时也发现,最大熵谱估计也存在一定的缺陷,在今后的研究中还需进一步建立熵与水文过程之间的联系,从而更好的揭示出水文时间序列的变化规律。     

西南山区小流域供水保证率流量计算方法研究

供水保证率流量计算是供水工程规划设计的重要内容,西南山区小流域径流观测资料缺乏,无法用实测径流资料推求。本文提出了三种计算方法,即实测调查法、参数等值线图法和水文比拟法。通过分析研究认为,西南山区小流域供水保证率流量计算以实测调查法为主,参数等值线图法和水文比拟法为辅助验证方法。     

自适应差分进化算法在灌区频率分析中的应用

在较短水文系列下灌区规划设计水文频率分析中,枯水设计年的年径流量和年降雨量的精确度难以保证。差分进化算法具有收敛快、参数较少、较强的鲁棒性等特性,但标准差分进化算法具有搜索能力与开发能力相矛盾的缺点。【目的】引入一种随机扰动与三角函数相结合的迭代结构,保证迭代过程中变异随机性的同时加大收敛速率,构建可用于有较短水文系列的P-Ⅲ型分布曲线参数估值的自适应差分进化算法。【方法】以江西省赣州市南康区窑下坝站的实测降雨资料为例,分别选取1956—2010年和1981—2010年实测降雨量资料为长短系列降雨资料,计算长系列降雨资料下应用OLS准则的离差平方和及其在不同迭代次数下的标准差,计算长短系列降雨资料下不同枯水年的设计值,将自适应差分进化算法与遗传算法及传统的参数估计方法加以比较。【结果】自适应差分进化算法效率高、精度高、寻优结果稳定、鲁棒性强,在长短系列之间4个枯水年的设计值的误差之和最小。【结论】自适应差分进化算法适用于灌区规划的水文频率分析。     

葛洲坝下游中华鲟产卵场的多参数

收集了葛洲坝修建以来中华鲟产卵场20多年的系列水文资料和中华鲟产卵量资料，在分析了中华鲟产卵期水位、水深、流速、流量等水文要素变化规律的基础上，采用P-III型生物分布曲线作为理论分布曲线,建立了产卵场的流量频率模型和水位频率模型，并分析了中华鲟在产卵期10月和11月分别产卵的概率值。在分析产卵场水文要素变化规律的基础上，以水位、水深、流量、流速等水文参数为自变量，以中华鲟繁殖亲鱼尾数、产卵量为倚变量，构建了多参数生态水文学模型，并率定了相应的系数，该模型具有一定的适应性。本项研究为三峡工程的优化调度提供设计理论依据，对中华鲟的保护具有重要的理论意义和实际应用价值。     

应用极差法求年灌溉用水量频率曲线的方法

灌溉用水量是水利化区划、灌区规划设计及管理运用的基本依据。除西北干旱地区以外,在灌溉水库径流调节计算中,无论是时历法、典型年法还是统计法,都需要年灌溉水量频率曲线。确定年灌溉水量(定额)频率曲线的统计参数,需要根据逐年灌溉水量资料求得。求逐年灌溉水量(定额)要求具备大量的试验、调查数据及气象水文资料,而且需要进行多年逐日田间水量平衡计算,相当费时。通过降雨量与有效降雨量相关法计算灌溉水量(定额),比按逐日田间水量平衡计算方法简化,但仍需计算多年灌溉水量(定额),还是相当麻烦的。     

用 CASIO—fx—3600P 型计算器计算离差系数

在工程水文频率计算中,常需求解离差系数 C_v值,虽然用计算机计算比较方便,但计算前需编制并输入程序,同时,计算机携带不方便,野外使用有困难。普通的函数计算器已有统计程序,利用这个程     

Matlab在水文学科中的应用

第四代计算机语言Matlab具有编程方便、程序执行效率高、容易扩充和可开发性能力强及语言简单等优点,而且有专业的工具箱可以方便调用,在越来越多的学科中得到了应用。水文学科中有大量的数据需要进行处理、计算和分析,模型参数优化、数据统计计算、结果图形可视化、微分和偏微分方程求解等在水文学科中都占有重要地位。将Matlab应用于水文统计P-III型曲线参数优化、水质模型河流纵向离散系数参数优化和水文预报马斯京根法河道汇流参数优化,优化结果与已有成果相比,精度更高,而且应用Matlab求解更方便,缩短了工作日程和减少了工作量,程序具有通用性的特点,说明了Matlab在水文学科中应用的强大生命力。     

基于小波变换模态参数识别原理的共振拆除法理论研究

提出了一种经济、安全的建筑物拆除法-共振拆除法。依据小波变换模态参数辨识原理,求得建筑物理论固有频率及模态参数;建立楼房数学模型,模拟安装多台激振器,遥控激振器发出与建筑物固有频率相同频率激励,使楼房共振。建筑物激烈振动而坍塌,实现安全拆除建筑物的目的。