基于LMDI和STIRPAT模型的区域用水影响因素定量分析研究

区域用水影响因素分析对落实最严格水资源管理制度、实现节水型社会建设具有重要意义。为定量表征区域用水变化和影响因素之间的关系,通过LMDI因素分解识别人口规模、经济发展水平、节水技术水平对用水变化的影响程度,采用STIRPAT模型解析用水总量对人口规模、经济发展水平、节水技术水平变化的变动响应关系,以榆林市2000—2017年用水及影响因素变化为例开展了实证研究。结果显示:人口规模和经济发展水平对用水增长起到正向促进作用,节水技术水平起到负向抑制作用。人口规模、经济发展水平、节水技术水平效应依次为8 163.124万m~3、144 238.924万m~3、-126 161.049万m~3;人口规模、经济发展水平、节水技术水平每变化1%,用水将分别变化1.208%、0.061%和0.037%;经济发展水平和节水技术水平是用水变化的主要影响因素,但用水对人口规模变化敏感程度最高。最后,结合榆林市水资源特点提出针对性措施和建议,以期为榆林市水资源规划与管理提供参考。     

基于TL矩法的洪水频率分布参数估计方法优选

为分析TL矩法在洪水频率分析中的普适性,以陕北地区神木、绥德、杏河、刘家河、黄陵和志丹6个水文站的年最大洪峰流量序列为例,选取广义Pareto分布、广义极值分布和广义Logistic分布,对线性矩法、极大似然法与TL矩法3种参数估计方法进行拟合优度评估。结果表明:除杏河站用广义极值分布外,其他5个水文站的年最大洪峰流量序列用广义Pareto分布拟合效果更佳;与线性矩法和极大似然法相比,TL矩法在各水文站均表现出更佳的拟合效果,是一种洪水频率分布参数估计的较好方法。     

基于季节长记忆双自回归模型的日径流模拟

传统时间序列模型无法同时考虑径流序列的长记忆性和时变波动性,且模型参数限制严格,从而使日径流序列模拟受到限制,影响径流模拟预测精度。本文提出了同时考虑非平稳性、季节性、长记忆性和时变波动性的新型双自回归模型(WOA-SFIDAR),并与经典长记忆波动率模型(SFIAR-GARCH)进行对比,选取渭河流域4个水文站日径流序列进行模拟验证。结果表明：WOA-SFIDAR模型的模拟能力优于SFIAR-GARCH模型,模拟结果很好地保持了日径流过程的统计特性。7、8月份模拟均值误差相对较大,WOA-SFIDAR模型的误差范围(5.72～32.56)低于SFIAR-GARCH模型(7.42～48.02)。WOA-SFIDAR模拟逐月变差系数(C_v)和偏态系数(C_s)与实测序列统计值间偏差范围为0～0.51和0.02～1.31,优于SFIAR-GARCH模型(0.02～0.56和0.06～1.52);模拟结果能够保持日径流序列自相关系数(ACF)的变化趋势,且随滞时的增加,实测序列与模拟序列的ACF差距减小。文中模型扩展了水文随机模拟方法,可为日径流模拟...     

非对称ArchimedeanCopulas函数在干旱分析中应用

在选定干旱历时、干旱烈度和烈度峰值来描述干旱事件的基础上,应用非对称Arehimedean Copulas函数构建了干旱特征变量的联合分布模型.以渭河流域西安气象站的月降水序列为例,采用极大似然法估计M5、M6和MI2三种非对称Archimedean Copulas函数的参数,进行了Copulas拟合优度评价.采用拟合效果最好的MI2 Copula构造了西安气象站干旱变量间的联合分布,计算了相应的条件概率和条件重现期.结果表明:非对称Archimedean Copulas函数能够用来构建不同边际分布的联合分布,具有灵活方便和应用范围广等特点,是描述干旱多变量分布的一种有效途径.     

陕北地区年降水量频率分布参数估算研究

以陕北地区年降水量系列为基础资料,选取12种概率分布模型,分别按矩法、极大似然法估计参数,并参照离差平方和最小准则OLS进行了参数优选,最终优选出在OLS准则下的最佳分布模型、参数计算方法以及最优分布不同频率下的设计值.结果表明:在OLS准则下,对数正态分布(LN2)或广义极值分布(GEV)拟合效果好.文中计算结果可以为水利工程的规划设计与运行以及水资源管理提供依据.     

基于非参数核密度估计的年径流频率计算

以陕北地区7个水文站的年径流频率计算为例,对比分析了非参数核密度估计与P-Ⅲ型及对数P-Ⅲ型两种参数模型的误差。结果表明:核密度估计具有较好的统计特性、精度和稳健性;LSCV法是计算最佳窗宽的一种较为理想的方法;非参数核密度估计拟合实测资料的能力优于参数模型。     

供水水库群蓄供水次序与调度图双层优化研究

水库群供水规则中蓄供水次序与调度图彼此影响,如何实现二者联合优化是供水调度的难点。为此,提出了供水水库群蓄供水次序与调度图双层优化方法。首先合理拟定不同蓄供水次序,其次求解各次序对应最优调度图,最后通过模拟调度比选最佳蓄供水次序与调度图组合。应用该方法对宝鸡峡灌区六库混联供水系统开展了实例研究。结果表明,若上游水库先蓄水且先供水或下游水库先蓄水且先供水均会增大灌区缺水率、降低供水空间公平性,最优蓄供水次序为上游水库先蓄水、下游水库先供水。较现状调度方案,采用最优蓄供水次序及对应调度图组合可有效缓解灌区缺水状况,缩小分区供水效益的差异。本方法为水库群蓄供水次序与调度图联合优化提供了可行途径。     

无压流圆形断面水力计算的迭代法

无压流圆形断面水力计算中的正常水深、临界水深求解无显函数形式的表达公式,传统计算采用试算或查图进行。现通过均匀流公式和临界流方程导出了无压流圆形断面临界水深、正常水深水力计算的迭代公式,并给出了满足无压输水隧洞要求净空面积不小于全断面面积的15%,或净空高度不小于0.4m条件时的界限洞径与界限流量计算式,也给出了均匀流最大水深与最大流量的判别关系式,计算过程采用迭代法进行。经检验迭代公式具有较好的收敛性和较高精度。     

用模糊物元模型综合评价陕西省水资源可持续利用程度

在模糊物元分析的基础上，结合欧氏贴近度概念，建立了基于欧氏贴近度的区域水资源可持续利用评价模糊物元分析模型，并将之用于陕西省水资源可持续利用程度的评价。实例研究表明，相对于常规的矢量模法、模糊综合评价法、人工网络法，模糊物元分析方法所得结果更能反映问题的实质，取得的效果更好，评价结论更为科学合理，有助于解决陕西省的水资源问题。     

陕北年径流序列的谱分析研究

径流周期识别是径流模拟预测的依据。基于功率谱和极大熵谱分析原理,进行了陕北地区12个测站的年径流序列的周期识别。结果表明：最大熵谱分析具有高分辨率的周期识别的特点,陕北地区的年径流一般具有2－4年、11年左右和18－24年的水文周期。对于年径流序列长度大于35年的测站,功率谱分析和最大熵谱分析的分析结果一致,但是对于序列长度小于35年的序列,功率谱分析表现出分辨率低的不足;最大熵谱分析具有分辨率高的特点,提取的主要周期符合实际。