基于灰色神经网络的郁江流域灾害性洪水预测

摘要

本文以郁江流域灾害性洪水为研究对象，结合郁江流域南宁段历年洪水灾害情况和防洪堤高程等实际情况，将灾害性洪水界限分别定为73m、75m和77m这3个工况，通过南宁（二）站131年来的超警戒水位洪水资料，得到不同的洪水资料序列。同时，通过对灰色系统理论和人工神经网络优缺点的分析，提出灰色神经网络这一组合模型的合理性和可行性。运用灰色神经网络3个工况的洪水序列中最近一次发生灾害性洪水年份进行预测，再与实际情况进行拟合，判断灰色神经网络模型的精度和可信度，在得到满意的精度后，通过训练好的网络权值和阈值对不同洪水序列分别进行外推预测，下一次灾害性洪水的发生时间分别为2018.12325年、2018.48年和2082.2年。在考虑了百色和老口水利枢纽的调蓄作用以及南宁市防洪工程对洪水位雍高的影响后，得到新的灾害性洪水资料，再对不同工况的灾害性洪水进行预测，可以得到新的外推预测数据，下一次灾害性洪水的发生时间分别为2018.54706年、2020.49年和2082.2年。可以看出，在百色和老口水利枢纽的调蓄作用以及南宁市防洪工程对洪水位雍高的影响下，超73m和超75m灾害性洪水的发生时期分别往后推迟了约0.5年和2年。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 传统中长期灾害性洪水预测方法

1．2．2 现代的中长期灾害性洪水预测方法

1．3 本文主要内容

第二章 应用模型介绍

2．1 灰色系统理论及其优缺点

2．1．1 灰色系统基本理论

2．1．2 GM(1，1)模型预测过程

2．1．3 GM(1，1)模型的检验方法

2．1．4 GM(1，1)模型的局限性

2．2 人工神经网络概念及其预测应用

2．2．1 人工神经网络概念

2．2．2 BP神经网络理论

2．2．3 BP神经网络的学习规则与计算方法

2．2．4 BP神经网络的不足

2．3 灰色神经网络模型理论

2．3．1 组合模型基本理论

2．3．2 灰色人工神经网络模型的合理性

2．3．3 灰色神经网络模型结构

第三章 郁江流域中长期灾害性洪水预测

3．1 郁江流域及其洪水概况

3．1．1 郁江流域洪水特性

3．1．2 设计洪水

3．2 郁江流域灾害性洪水成因

3．2．1 影响郁江流域灾害性洪水的自然因素

3．2．2 影响郁江流域灾害性洪水的社会经济因素

3．3 基于灰色神经网络的郁江流域灾害性洪水预测

3．3．1 郁江流域灾害性洪水位的确定

3．3．2 郁江流域灾害性洪水预测模型的率定

3．3．3 郁江流域灾害性洪水预测

3．4 本章小结

第四章 基于灰色神经网络郁江洪水预测模型的改进

4．1 流域控制性水利枢纽的防洪作用

4．2 改进后的郁江流域灾害性洪水预测

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢