湟水流域径流演变规律与预测方法研究

摘要

近年来随着全球气候变化加剧与人类活动影响导致湟水河流域径流量有逐年减少的趋势。面对这样的境况，我们必须要提前做好各种分析预测，以更好的掌控径流的变化提前做好准备工作。 本论文以湟水河四个主要水文站点（石崖庄站、西宁站、乐都站、民和站）的实测年径流量数据作为研究对象，应用传统方法（累计距平法、小波分析、Mann-Kendall检验、T检验等方法）与时频分析方法（经验模态分解，EMD）分析其年内年际变化特征、丰枯特性、周期特性、趋势特性、突变特性；在径流预测部分使用支持向量机（SVM）、EMD+SVM、改进EMD+SVM三种方法进行预测，并通过相对误差大小比较三种方法预测效果。 结果得出：湟水流域枯水年较多且持续时间长，使用传统方法得出径流存在5、15、30年的周期变化，径流量呈现出下降趋势，2000年以后径流下降趋势减弱；使用时频方法（EMD）得出径流存在 3.08、7.3、11.5、33 年的周期变化，该周期更加接近太阳黑子周期（11.5年）与厄尔尼诺现象周期（2-7年）。三种预测方法中 SVM 单独预测相对误差在 13.5%左右，预测点精度最小为4.70%，最大为22.58%；EMD+SVM的相对误差在8.5%左右，预测点精度最小为3.59%，最大为11.57%；改进EMD+SVM的相对误差在6.2%左右，预测点精度最小为0.09%，最大为10.27%。可以发现改进EMD+SVM预测效果更好。 本文使用时频分析方法将径流序列进行处理之后再进行后续分析，并且提出改进EMD，把径流数据平稳化的更加理想，使得周期、趋势、预测结果等的精度有所提高，但文章也存在许多不足之处。我们应该继续寻找更加有效可靠的中长期预报方法，做好流域水资源管理和科学规划。

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