水文频率

摘要： 考虑地理气候和降水特点等,调研分析我国中、东部地区和西部地区共26个海绵城市建设试点/示范城市的雨水资源利用水平,分区测算城市雨水利用能够替代城市自来水的比例;基于城市建设统计年鉴中南水北调工程东、中、西线受水区60个城市2018年供水量数据,估算高、中、低利用水平下南水北调工程受水区城市雨水利用的潜力分别为6.19亿、4.71亿和3.27亿m^(3)。考虑降水的不确定性,测算了平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)、特枯年(P=95%)受水区城市的雨水资源利用量。以北京、天津、石家庄、济南、太原等城市为典型,计算得到南水北调工程受水区典型城市雨水利用的平均保证率约为45.9%,远低于城市供水保证率的要求。

摘要： 河川径流数据非平稳性的日益凸显,使流域或区域的水文设计与水资源评价面临极大挑战,如何开展有效的水文分析,指导工程设计与流域或区域水资源管理已成为水资源可持续开发与应急灾害管理领域的迫切需求。本文以GAMLSS模型为基础,对马莲河流域不同站点的水文观测资料进行分析,得到了全情景下的水文频率计算结果,并与传统方法进行对比,指出了应对不同工程或规划需要的水文数据筛选方法和处理建议。

摘要： 以湄公河上游为研究案例,基于清盛水文站1960-2019年逐日流量观测数据,采用时变矩模型进行非一致性洪水频率分析,探讨梯级水库建设对洪水频率的影响。结果表明:清盛水文站年最大日流量序列呈显著减小的非一致性特征;清盛水文站广义逻辑斯谛分布搭配均值具有线性趋势的模型拟合最优;与传统频率分析方法相比,时变矩方法计算得到的100年一遇设计流量随时间呈减小趋势,重现期随时间呈上升趋势。湄公河上游梯级水库尤其是糯扎渡水库运行后明显减小了清盛水文站100年一遇的洪峰流量,对下游防洪具有积极作用。

摘要： 为了加强区域水文干旱预测预报系统,对区域水文干旱特征变化规律作进一步分析,基于河流出水量这一视角,以黔中水利工程区1960—2016年的逐月径流数据为基础,通过河流出水量估算,采用径流距平百分率及P-Ⅲ(PearsonⅢ)型曲线、适线法等水文频率分析法进行水文干旱特征研究.结果表明:近57年来,黔中水利工程区河流年出水量波动较大,1989年达到历史极低值,出水量总体呈递减趋势;水文干旱主要发生于黔中地区的中部区域,进入21世纪之后区域水文干旱发生得较为频繁,主要以中旱为主,各干旱程度的频率趋势依次为:轻旱>中旱>重旱>特旱;根据P-Ⅲ型水文频率数学模型,河流出水量最小1个月低于52.70 m3/s,最小3个月低于169.36 m3/s,最小5个月低于313.90 m3/s,最小7个月低于543.48 m3/s时区域内发生20年一遇(P=95％)的水文干旱.

摘要： 基于1900-2009年均一化历史年降水量资料,对选定的全国7个典型代表区域进行水文频率适线研究,分别采用了P-Ⅲ、LN(3P)、GEV、Logistic、Burr、Weibull等6种分布函数。K-S和A-D检验结果表明,Weibull分布在中国地区的适用性较差,各区域表现均不理想;Burr分布极端性较强,容易出现失控现象,但在某些特定地区又有很好的拟合效果,鉴于其稳定性较差,不推荐在中国地区使用;Logistic分布表现一般,且在西部地区拟合效果要优于东部;P-Ⅲ分布和LN(3P)分布表现相当,但P-Ⅲ分布的稳定性要弱于LN(3P)分布;GEV分布的整体表现最好,且稳定性较强,优于规范所推荐的P-Ⅲ分布。研究结果可为未来全国各地区的水文频率线型选择提供一定的科学指导。

摘要： 水文频率计算是水文分析计算的主要内容之一,是各类涉水工程规划、设计确定工程规模和管理决策的主要依据.经过140多年的研究和实践,水文频率计算已经形成较为完整的理论体系与方法.包括:水文样本选择和数据检验、经验频率计算、频率分布函数选取、分布函数参数估计、分布模型检验、设计值计算和设计值不确定性分析.所有这些支撑了涉水工程的规划、设计和管理.根据国内外有关研究进展,总结了水文序列频率计算的前提条件、频率分布函数和参数计算方法.从水文频率分布函数选择、水文数据、分布函数参数计算、经验频率等方面分析了水文频率计算研究面临的挑战.在此基础上,提出了水文频率计算研究的一些建议,以期促进水文频率计算理论的进一步发展.

摘要： For the problem of the Hydrologic frequency estimation,a hydrologic frequency fitting-curve method based on Parallel and Crossed GA-PSO Algorithm was proposed.In this paper,we devoted to make three improvements: generation and coding of initial population,run mode and data fusion of the algorithm,inertia weight of the PSO algorithm.In order to verify the performance of the proposed algorithm,using moment method,weight function method,probability weighted moment method,linear moment method,GA,PSO and the algorithm proposed in this paper,the annual runoff data of a hydrologic station were analyzed and studied,and we obtained the hydrologic frequency curves according to seven methods.The experiment result shows that the proposed algorithm can get smaller sum of the squares of the vertical deviation than the other six methods.The hydrologic frequency curve obtained by this algorithm can fit the measured data well.%针对水文频率参数估计问题,提出了基于并行交叉遗传粒子群算法的水文频率优化适线方法.该方法从初始种群的产生和编码、算法的执行方式和数据融合,以及其中的PSO算法的惯性权重三个方面对传统算法进行了改进.为了验证该算法的性能,分别采用矩法、权函数法、概率权重矩法、线性矩法、GA、PSO和文中所提出的算法,对某水文站的年径流量进行了研究分析,得到了各个方法对应的水文频率曲线,实验结果表明:文中提出的并行交叉遗传粒子群算法较其它6种方法,可以得到更小的离差平方和,该算法得到的水文频率曲线可以很好地拟合实测数据.

摘要： 受全球气候变化及高强度人类活动的影响,流域暴雨特征、产汇流特性发生了显著改变,破坏了水文频率分析的基础---水文系列统计的一致性.以嘉陵江流域上游的略阳站为例,应用Hurst系数法、Lee-Heghinian检验法、有序聚类法、滑动T检验法等多种方法,对略阳站1940-2016年的年最大日流量序列统计的一致性进行了检验,识别了其主要的变异点,计算了对应不同时期气候及下垫面特征的水文系列统计参数.结果表明:略阳站1940-2016年的年最大日径流序列呈不显著递减趋势,递减速率为-68.25 m3/(s·10a);综合多种非一致性检验结果,1994年为可信度最高的变异年份;经一致性修正,对应近期气候与下垫面条件下不同频率洪水设计值较历史值有显著变化,百年一遇、五十年一遇及二十年一遇洪水的设计值均有所降低,变幅分别为-2.94%、-6.51%及-12.49%.

摘要： 水文频率分析是水文不确定性研究的基础内容,也是水文学及水资源学科中一个重要基础研究方向.本文主要就我国近10多年来水文频率分析中线型选择、参数估计和变化环境下水文频率计算等方面研究进展进行评述,其中对新线型引进、参数估计新方法研究、变化环境下非一致性水文频率分析计算以及水文频率计算中的不确定性研究等方面进行了综述.论文最后还展望今后研究重点.

摘要： 水文频率计算过程中的线型参数估计结果存在不确定性，相应水文设计结果存在风险。本文应用贝叶斯理论和AM-MCMC(Adaptive Metropolis—MarkovChain Monte Carlo)采样方法，定量分析水文线型参数不确定性问题。选用一实测水文序列，取一(Cs)、二(Cv、Cs)、三(X、Cv、Cs)个参数三种情况分别讨论P-Ⅲ线型中的参数不确定性。结果表明：水文线型参数不确定性是客观存在；应用贝叶斯方法可以求得各参数的后验分布；通过对各参数后验分布的特征统计量和不同置信区间分别进行计算分析，可最终实现对线型参数不确定性的定量描述。在参数不确定性分析的基础上，可提高相关水文设计结果的合理性和可靠性。

摘要： 本文采用皮尔逊Ⅲ型曲线对澜沧江干流昌都、小湾、景洪三个断面的丰、枯水年频率进行计算,分析发现三个断面的枯水年(小于多年平均)年数较丰水年(大于多年平均)年数更多,占比大致符合黄金分割比例,即枯水年/丰水年发生年数为0.618.通过对断面枯、丰水年黄金分割比例的论证,结果表明黄金分割比例在澜沧江干流上枯、丰水文频率上存在,并可用于澜沧江干流的长期来水预测.

摘要： 针对传统水文频率分析方法进行P-Ⅲ型分布参数估计存在精度不足和设计值不确定性,采用贝叶斯理论参数估计方法,并结合MCMC自适应采样算法(AM)和延迟拒绝采样算法(DR)抽样技术,进行P-Ⅲ型分布参数和设计值不确定性分析,并与矩法和概率权重矩法进行比较.实例表明,基于AM算法的马尔科夫链平稳较快,遍历性较强,且其得到的离差平方和最小.

摘要： 本文介绍了中国著名水文学家刘光文教授光辉的一生，着重就他的临终遗言“颗粒无收”进行了分析讨论。文章认为对教授的遗言可以作两种理解：一种认为是教授的自谦之词，他是希望后人继续完成他在水文频率方面未尽的事业；另一种认为是教授的遗言意在告诫后人：在水文学的研究上，使用数学方法应与水文物理实际相结合，否则在学术上(揭示水文规律方面)将一事无成。这对国内外水文界当前和未来的研究方向，都具有重要的指导作用。本文倾向于第二种理解。

摘要： 本文提出的综合动态的水资源利用模型是建立在水资源可持续利用的供需平衡基础上,以维护生态环境不遭破坏为前提,充分考虑了北京市水资源的地域自然特征、开发程度,客观分析了区域人类经济活动对水资源再生循环的干扰因素,结合北京2008年主办奥运对水资源的特殊需求,采用主成分分析法和回归这一客观分析手段,使得水资源可持续利用的概念通过该数学模型得以量化。

摘要： 本文提出的综合动态的水资源利用模型是建立在水资源可持续利用的供需平衡基础上,以维护生态环境不遭破坏为前提,充分考虑了北京市水资源的地域自然特征、开发程度,客观分析了区域人类经济活动对水资源再生循环的干扰因素,结合北京2008年主办奥运对水资源的特殊需求,采用主成分分析法和回归这一客观分析手段,使得水资源可持续利用的概念通过该数学模型得以量化。

摘要： 本文提出的综合动态的水资源利用模型是建立在水资源可持续利用的供需平衡基础上,以维护生态环境不遭破坏为前提,充分考虑了北京市水资源的地域自然特征、开发程度,客观分析了区域人类经济活动对水资源再生循环的干扰因素,结合北京2008年主办奥运对水资源的特殊需求,采用主成分分析法和回归这一客观分析手段,使得水资源可持续利用的概念通过该数学模型得以量化。

摘要： 本文提出的综合动态的水资源利用模型是建立在水资源可持续利用的供需平衡基础上,以维护生态环境不遭破坏为前提,充分考虑了北京市水资源的地域自然特征、开发程度,客观分析了区域人类经济活动对水资源再生循环的干扰因素,结合北京2008年主办奥运对水资源的特殊需求,采用主成分分析法和回归这一客观分析手段,使得水资源可持续利用的概念通过该数学模型得以量化。

摘要： 本发明公开了基于水文气象地区线性矩频率分析的暴雨高风险区划方法，涉及防洪减灾的水文气象技术领域，具体方案为：包括以下步骤：S1：资料收集、筛选和质量控制；S2：“地区线性矩法”适用性和优越性分析；S3：水文气象一致区划分；S4：一致区最优分布线性选择；S5：频率估计值计算和时空一致性调整；S6：暴雨高风险区划图绘制；本发明提供的基于水文气象地区线性矩频率分析的暴雨高风险区划方法不仅能够获得精确性和准确性较高的降雨频率估计值，还能反映“强降雨雨强‑暴雨落区‑出现概率”三者的空间分布关系，以分析暴雨高风险区划，可为工程防洪设计和地区、城市的防洪规划设计，以及短历时山洪灾害的早期预警提供科学的基础。

摘要： 本实用新型公开了一种水文监测分站频率信号调理电路，包括监控中心、GPRS、测量终端、微处理器、信号调理电路和A/D转换电路，所述监控中心和GPRS通过电缆线连接，测量终端上连接有GPRS，两GPRS通过GPRS/GM网络智能链接，测量终端上设置有水位传感器和雨量传感器，水位传感器和雨量传感器均与测量终端通过电缆线连接；所述微处理器的内部集成信号调理及A/D转换电路，微处理器的引脚上连接有时钟芯片、数据储存器和键盘及显示器。本水文监测分站频率信号调理电路，利用传感器、微控制系统、计算机网络及通信等技术手段将水位、雨量、流速、流量、水温等数据参数进行采集、存储、传输和处理的信息系统。

摘要： 本发明公布了一种变化环境下两变量水文频率分析中水文设计值估计方法，基于动态Copula联合分布函数模型、条件最可能组合模型和等可靠度概念，解决了变化环境下两变量水文频率分析中的水文设计值计算难题，克服了平稳性条件下推导的两变量设计值计算公式无法应用于变化环境下非平稳性两变量水文频率计算问题。本发明在变化环境下的工程水文计算领域，具有较好地应用前景。

摘要： 本发明公布了一种变化环境下两变量水文频率分析中水文设计值估计方法，基于动态Copula联合分布函数模型、条件最可能组合模型和等可靠度概念，解决了变化环境下两变量水文频率分析中的水文设计值计算难题，克服了平稳性条件下推导的两变量设计值计算公式无法应用于变化环境下非平稳性两变量水文频率计算问题。本发明在变化环境下的工程水文计算领域，具有较好地应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于溯源重构法的非一致性水文频率分析方法，能够解决现有非一致性序列的水文频率分析方法所得结果可信度低和准确性低的问题。所述方法包括：获取目标区域在目标时间段的目标水文变量，并根据目标水文变量构建水文序列；根据水文序列确定影响目标水文变量的非一致性变化的影响因子指标，构建每一影响因子指标对目标水文变量的源函数；通过溯源重构法对源函数进行处理，确定目标水文变量的溯源重构函数；根据溯源重构函数得到溯源重构序列并计算溯源重构序列的设计值；根据溯源重构序列的设计值和影响因子指标确定水文序列的设计值。

摘要： 本发明公开了一种变化环境下非一致双变量水文序列的频率分析方法，对两个径流序列进行非一致性检验；构建非一致性影响因子，筛选出与径流相关性最好的气候因子、土地利用因子作为协变量，定量分析环境变化对径流影响；基于GAMLSS模型拟合上下游两个径流序列的边际分布；基于时变Copula模型拟合两个径流序列的联合分布，分析环境变化对流域径流的影响。本发明全面考虑了气候变化、下垫面变化以及社会经济发展对水文序列的边际分布和相互关系的影响，提出将气候因子、土地利用因子作为解释变量，从而定量分析环境变化对径流的影响，为非一致水文频率分析提供新的、更有说服力的方法。

摘要： 本发明提供了一种适用于干旱岩溶缺数据地区的水文频率计算方法，包括：对研究区进行地质、水文进行观测并构建岩溶地下水库概化模型、通过SPI值确定枯季持续时间并建立枯季持续时间与频率关系、建立地下水库退水流量与退水时间的关系确定保证率流量等步骤，基于退水时间即为枯季持续时间这一特点，可得到频率和流量的关系，即得到对应某一保证率的来水量。本发明基于岩溶地质具有地表水与地下水互补这一水文循环特性，对“岩溶地下水库”进行一体化分析。不同于现有的分析方法，本发明不需要利用过往的流量数据进行统计分析与计算，避免了欠发达、缺设备、缺数据资料地区因没有流量数据而不能对保证率来水量进行准确的计算，方便可靠。

摘要： 本发明公开了一种小样本条件下水文频率分析中Frank Copula函数的参数估计方法，首先建立Frank Copula熵与多元水文变量的总相关之间的关系模型；再根据矩阵Renyiα阶熵理论估计多元水文变量的总相关；建立Frank Copula函数的未知参数的非线性优化模型，求解得到最优参数，继而获得最优联合分布函数；最后根据最优联合分布函数对水文数据进行估算。本发明解决了小样本条件下Copula函数参数估计不准确的问题，具有较大的可靠性和应用潜力。

摘要： 本发明提供一种基于GAMLSS模型的非一致性水文频率计算方法，包括构建分布函数库；构建拟合模式库；运用GAMLSS模型在每种拟合模式下对非一致性水文序列进行拟合；比较不同模式下拟合结果的AIC值，选取AIC值最小的模式作为备用最优模式；采用似然比检验法，检验备用最优模式的拟合效果是否明显大于其他更简单的模式，确定最优模式；通过残差分析，评价最优模式的拟合效果；判断是否需要重新构建分布函数库和拟合模式库；根据最优模式及其拟合结果，分析得到水文序列的非一致性频率。本发明构建了能适用于绝大多数水文序列的分布函数库以及能精确描述分布参数与时间的定量关系的拟合模式库，提出的非一致性水文频率计算流程和方法科学合理、操作性强。

摘要： 本发明公开了一种水文频率分析的模型选择方法，包括：对长系列水文数据进行年最大取样，得到年最大雨量或流量样本，作为水文数据集D；采用多种广义分布函数拟合水文数据集D，得到每种广义分布函数对应的水文频率分析模型；利用水文数据集D和长系列水文数据的站点信息I，得到水文频率分析模型的后验概率，选择后验概率最大的水文频率分析模型对应的广义分布函数作为最合理的分布函数。本发明方法的选择结果合理且可靠。