黄河花园口站年平均流量预报模型的建立于对比分析(修改稿)
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黄河下游游荡性河道双岸整治面临的问题于守兵【摘要】In order to examine the effect and possible influence of the implementation of two-bank regulation of the wandering lower Yellow River, through summary of the background of implementation and the expected effect, project and social environmental problems regarding two-bank regulation are analyzed. Although the flood control situation in the lower Yellow River Basin is improved, there exist some problems, such as the insufficient sediment transport capacity of the wandering lower river and the deteriorated river regime of some lower channels. Two-bank regulation can generate a narrow deep channel through spur dikes or other regulation projects, cause most of the sediment to be transported by floods due to the large sediment transport capacity of the narrow deep channel and the operation of the Xiaolangdi Reservoir, and eliminate adverse river regimes, such as transverse rivers and inclined rivers. It is pointed out that the main problems regarding two-bank regulation are as follows:large floods are still likely to occur in the lower Yellow River, the regulation project leads to rises in the water lever, the increasing sediment-carrying capacity causes the discharged sediment to influence the narrow channels in Shandong Province and the Yellow River Estuary, and the implementation of regulation projects leads to land ownership problems, diversion of water from the Yellow River, and environmental impacts.%为全面认识黄河下游游荡性河道双岸整治的效果和可能带来的影响,对双岸整治的实施背景和预期效果进行总结,详细分析了双岸整治面临的工程和社会环境等方面的问题。
黄河花园口站近523年天然径流量序列重建
康玲玲;王云璋;马燕;魏义长
【期刊名称】《水资源与水工程学报》
【年(卷),期】2008(19)6
【摘要】通过对1919~1977年黄河中上游玛多、兰州、西宁、延安、太原、西安、郑州等16站的旱涝等级和,陕西黄帝陵园柏、华山西峰顶华山松、河南孟津侧柏、黄河上游阿尼玛卿山园柏树木的年轮,以及通天河直门达站年径流量诸因素与花园口站汛期天然径流量的相关分析,建立了花园口站径流量回归模型,重建了1485~2007年的天然径流量序列,并就其历史变化特点进行了分析。
结果表明:①重建序列与现有序列具有较好一致性;②近523年径流量变化具有较明显的阶段性,大致经历了9个枯水段和8个丰水段。
【总页数】4页(P10-13)
【关键词】旱涝等级和;树木年轮;天然径流量;序列重建;黄河花园口站
【作者】康玲玲;王云璋;马燕;魏义长
【作者单位】黄河水利科学研究院;水利部黄河泥沙重点实验室;榆林水文水资源勘测局;华北水利水电学院
【正文语种】中文
【中图分类】P333;TV121.2
【相关文献】
1.基于GM(1,1)模型的黄河花园口站的径流量预测 [J], 黄友瑜;刘法贵;吴德耀
2.黄河上游近522年径流量序列重建及其变化趋势分析 [J], 王琦;秦金虎;关红兵;秦金峰;康玲玲;王云璋
3.黄河干流兰州站与花园口站年径流序列协整分析研究 [J], 刘俊萍;佟春生;畅明琦
4.黄河上游兰州站近500年天然径流量序列重建 [J], 康玲玲;牛越先;王金花;王云璋;董飞飞
5.花园口站年最大洪峰流量时间序列的HHT分析 [J], 任健;史红玲
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黄河下游洪水演进预报水沙数学模型可靠性检验
赵连军;韦直林;谈广鸣;江恩惠;张红武
【期刊名称】《水电能源科学》
【年(卷),期】2004(22)4
【摘要】采用以花园口至孙口河段为基础建立的黄河下游河道洪水演进预报水沙数学模型,在一次有组织的测试中直接将模拟范围下延至利津(即花园口至利津河段),进行了1994年8月洪水现场检验计算,模型仍能成功模拟黄河全下游河道洪水的水沙传播、水位变化及河床冲淤变形过程,由此可见,模型中有关参数表达式在黄河下游水沙运动模拟中具有一定的通用性和稳定性,不需要通过试算作任何调整,模型预测结果可靠性强。
【总页数】4页(P30-33)
【关键词】数学模型;洪水演进;水位变化;悬沙与床沙
【作者】赵连军;韦直林;谈广鸣;江恩惠;张红武
【作者单位】武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室;黄河水利科学研究院;清华大学水利系
【正文语种】中文
【中图分类】TV14
【相关文献】
1.数学模型在黄河下游河道洪水演进预报中的应用 [J], 赵连军;江恩惠;董其华;吴香菊;高文永
2.基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型水沙构件设计 [J], 朱庆平;芮孝芳;杨明;韩巧兰;王艳平
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5.黄河下游高含沙洪水过程一维水沙耦合数学模型 [J], 夏军强;张晓雷;邓珊珊;李洁
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黄河花园口河段水沙及环境现状分析
赵彦琦;杨英
【期刊名称】《河南理工大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2008(027)005
【摘要】黄河是我国西北和华北地区的重要水源,花园口河段除作为郑州市和新乡市主要的供水水源外,还担负着水沙调控作用,直接影响下游及河口的水环境质量.我们收集了花园口水文站2006年8月份的实测水位、流量及含沙与输沙资料,同时,采集水样进行室内化验,通过资料的对比分析,发现该河段来水量和输沙率有很好的一致性,均有减少趋势,水质良好.此外,本文还详细分析了造成来水量和输沙率减小及河段水质状况变化的原因,提出黄河水资源保护的建设性意见.
【总页数】4页(P604-607)
【作者】赵彦琦;杨英
【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作,454003;河南理工大学资源环境学院,河南焦作,454003
【正文语种】中文
【中图分类】TU143+.3
【相关文献】
1.黄河下游花园口~孙口河段水沙运动仿真模型开发研究 [J], 程晓陶;蓝虹;李娜;张永;薛云鹏
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基于改进麻雀搜索算法的黄河花园口日径流预测研究
张兆卫;王娜
【期刊名称】《甘肃科技纵横》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】为准确预测河南省内黄河径流量,减少黄河泛滥隐患,帮助防洪工作开展。
文章提出以改进麻雀搜索算法(ISSA)为基础的EMD-ISSA-LSTM径流预测模型。
选取花园口水文站2009—2022年日径流数据作为实验数据,均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和纳什效率系数(NSE)作为模型评价指标。
实验结果表明:EMDISSA-LSTM模型在花园口日径流预测中具有较好的准确性和稳定性,其中,预见期为1 d时NSE达到0.965。
该研究为花园口水文站日径流预测工作提供了有效的工具,有利于水资源优化管理和水库的防洪调度。
【总页数】9页(P30-38)
【作者】张兆卫;王娜
【作者单位】西藏民族大学信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.1
【相关文献】
1.基于GM(1,1)模型的黄河花园口站的径流量预测
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3.基于改进麻雀搜索算法-核极限学习机耦合算法的滑坡位移预测模型
4.基于改进麻雀搜索算法优化深度学习网络超参数的短
期风电功率预测5.基于互补集合经验模态分解和改进麻雀搜索算法优化双向门控循环单元的交通流组合预测模型
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花园口年平均流量对不同气候条件的响应
曾小凡;万素琴
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2012(034)003
【摘要】基于花园口水文站以上区域的71个气象站1961-2005年逐日降水量、气温和花园口水文站1961-2005年逐日实测流量,利用人工神经网络模型建立月平均流量与降水、气温之间的关系,并设定不同气候变化条件,研究了花园口水文站年
平均流量对不同气候条件的响应.结果表明:花园口水文站年平均流量在降水增加10%和20%、气温变化-2~2℃时均为增加趋势,在降水减小10%和20%、气温变化-
2 ~2℃时均为减小趋势,且增大幅度大于减小的幅度.
【总页数】3页(P24-26)
【作者】曾小凡;万素琴
【作者单位】华中科技大学水电与数字化工程学院,湖北武汉430074;武汉区域气
候中心,湖北武汉430010
【正文语种】中文
【中图分类】P468.024
【相关文献】
1.不同方法推算水洛河上游多年平均径流量的探讨 [J], 李鹏德;刘国应
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3.东大河沙沟寺站不同保证率的年平均流量分析 [J], 邵信莲
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5.不同方法推算资水流域多年平均径流量 [J], 余玉良;张晴
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政策与管理研究Policy & Management Research引用格式:傅伯杰, 刘彦随, 曹智, 等. 黄土高原生态保护和高质量发展现状、问题与建议. 中国科学院院刊, 2023, 38(8): 1110-1117, doi: 10.16418/ j.issn.1000-3045.20230525001.Fu B J, Liu Y S, Cao Z, et al. Current conditions, issues, and suggestions for ecological protection and high-quality development in Loess Plateau.Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2023, 38(8): 1110-1117, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20230525001. (in Chinese)黄土高原生态保护和高质量发展现状、问题与建议傅伯杰1,2*刘彦随3曹智3王壮壮1武旭同21 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京1000852 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京1008753 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101摘要黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家战略。
2021年《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》的发布与实施,促使黄土高原生态建设进入了生态治理成效巩固、经济社会发展转型的关键期。
文章系统总结了黄土高原生态建设与社会经济发展的现状特点和主要问题,从生态系统稳定性和可持续性提升、社会经济系统绿色转型、国土空间科学布局、全流域统筹协调治理等方面提出对策建议,为黄土高原乃至黄河流域生态保护和高质量发展提供科技支撑。
关键词生态保护,高质量发展,人地系统,乡村振兴,黄土高原DOI10.16418/j.issn.1000-3045.20230525001CSTR32128.14.CASbulletin.20230525001黄土高原位于我国中北部、黄河中游地区,面积约64万平方千米,是中华文明的重要发祥地。
黄河水文测报能力提升花园口水文站(一)
吴幸华
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2018(40)10
【摘要】花园口水文站位于河南省郑州市花园口镇,于1938年7月建站,距河源4696km,距河口768km,控制流域面积73万km^2,占黄河流域面积的92%。
它是国家基本站、重点报汛站、大河重要控制站,也是黄河径流量的基准站、下游防汛的标准站、水量调度决策的依据站,承担着水位、流量、降水量、泥沙、水温、气温、冰情、输沙率等监测任务,为黄河防汛抗旱、水资源管理与调度提供重要水文信息服务。
【总页数】1页(P封3)
【作者】吴幸华
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.黄河岸边崛起的花园口村——记花园口镇花园口村村主任邵元魁 [J], 王雪利;王园园;王国华
2.黄河调水调沙对花园口水文站测验河段的影响分析 [J], 荆爱婷;陈卫;杨曦
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花园口水文站实测大洪水发生频次分析
冯相明;王怀柏
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2000(022)006
【摘要】花园口水文站是黄河下游洪峰编号的依据站.该站不同量级洪水的发生频次,特别是10000m3/s以上洪水的发生频次,一直是防汛部门和大众媒体关注的焦点.在对1949年以来花园口水文站实测洪水资料进行系统整理的基础上,着重对10000m3/s以上洪水的发生次数进行了分析、论证,最后得出结论:1949~1999年花园口水文站在伏秋大汛中共发生186次洪峰流量大于4000m3/s的洪水,其中洪峰流量大于10000m3/s的洪水共发生了10次.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】冯相明;王怀柏
【作者单位】黄河水利委员会水文局,河南,郑州,450004;黄河水利委员会水文局,河南,郑州,450004
【正文语种】中文
【中图分类】P331.1
【相关文献】
1.黄河调水调沙对花园口水文站测验河段的影响分析 [J], 荆爱婷;陈卫;杨曦
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黄河流域花园口站年平均流量预报模型的建立与对比分析吴立君,葛朝霞,曹琨(河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 ,江苏南京 210098;河海大学水文水资源学院 ,江苏南京 210098)摘要:以黄河流域花园口站年平均流量为预报对象,通过建立多元逐步回归与时间序列分析模型,对该站的年平均流量进行拟合、预报,并进行比较分析。
结果表明:在拟合上,两者皆可取得较好的效果,其中时间序列分析模型拟合效果相对较好;对于1988年、1989年和1990年的预报结果,多元逐步回归模型的效果相对较好。
由于多元逐步回归考虑了74项环流指数的影响,而时间序列分析则考虑到年平均流量的自身变化规律,所以在以后的实际运用中可综合应用这两种方法,以提高拟合预报合格率。
关键词:中长期水文预报,年平均流量,逐步回归,时间序列分析花园口站位于河南省郑州市,与黄河中下游的分界点桃花峪只有很短的距离,它的多年平均实测年径流量为470亿m3,如包括上游被引用水量则年径流量为560亿m3。
花园口作为黄河地上悬河的起点,也是黄河危险的开始,因此,花园口站的流量和水位就成为黄河下游的防汛标准,而花园口水文站的数据一直是黄河防洪、水资源调度和治理开发的重要依据。
因此,做好花园口站的中长期水文预报,对下游的防洪以及区域的水资源合理利用都有重要作用。
以黄河流域花园口站的年平均流量为预报对象,通过多元逐步回归与时间序列分析模型的建立[1],对该站1956―1987年间的流量值进行拟合,并对1988年、1989年和1990年3a的年平均流量做出预报。
1资料说明及两种模型的建立1.1 资料说明本文所用资料包括:①1954―1990年黄河流域花园口站各月流量(m3/s);②1954―1990年74项环流特征量逐月值。
1.2 多元逐步回归模型的建立当信度05.0=α时,最终挑选出6个环流特征值,利用挑选出的预报因子来建立花园口站年平均流量的逐步回归模型[2-3],回归方程为:65432132.816.11638.965.26665.3736.5900.1184x x x x x x y ++--++=上式中,1x 是提前两年7月南海副高脊线;2x 是提前两年6月西太平洋副高西伸脊点;3x 是提前两年4月大西洋欧洲环流型C 天数;4x 是提前两年1月冷空气;5x 是提前两年11月冷空气;6x 是提前两年5月南方涛动指数。
1.3 时间序列分析模型的建立首先,趋势项由Kendall 秩次相关检验求得()05.096.197.197.1=>=-=αu ,说明序列存在一定趋势,得到一元线性方程来提取趋势项:t Q 87.121.1637-=然后,利用秩和检验法来分析序列是否存在跳跃成分。
经计算分析,当显著性水平α为0.05时,统计量W=13,96.161.161.1<=-=u ,即前后分布一致,不存在跳跃项。
最后,利用简单分波法来识别时间序列的周期项[4]。
通过计算,在显著性水平α=0.1时,共得到6个周期波,其波长依次为3、17、7、10、11、9。
剔除周期项即可得到平稳时间序列,下面就可以利用AR(p)模型对该序列进行预报。
在对平稳时间序列建立AR(p)模型时,首先需要计算AIC 值来优选模型的阶数[5]。
经过优选,当模型阶数p =3时,AIC(3)=263.3,在经验取值阶数范围8~3内为最小,理论上应取之为最佳模型阶数。
因此,建立模型阶数为3的AR 模型,其参数取值见表1。
表1 花园口站年平均流量序列AR(p)模型参数值Table 1 Parameter values of AR(p) model on the Garden station average flow series模型阶数p样本序列方差σ2回归系数φ1 φ2 φ3 31932.700.410.20-8.292 两种模型拟合预报结果对比分析对于花园口站1956―1987年间的年平均流量,依据逐步回归方程及AR(3)模型进行拟合,两种方法拟合的相对误差列于表2。
表2 逐步回归方程及AR(3)模型拟合相对误差对比表Table 2 Comparison of the relative fitting error between stepwise regression and the AR(3) model以相对误差小于或等于20%为合格,则逐步回归方法的拟合合格率均为90.6%,时间序列分析方法的拟合合格率为100%。
图1为以上两种方法对黄河流域花园口站1956―1987年间的年平均流量进行拟合的示意图,从图中可以发现两种方法的效果都很好,其中AR(3)的拟合效果更好。
下面用已经建立的逐步回归模型与AR(3)模型对花园口站1988年、1989年和1990年3a的年平均流量值进行预报,两种方法的预报值与预报相对误差见表3,发现逐步回归方法的预报效果要优于时间序列分析方法的预报效果。
表4将两种模型的拟合预报合格年数进行了对比分析,从中也可得出时间序列分析模型的拟合效果相对较好,而多元逐步回归的预报效果相对较好的结论。
图1 逐步回归与AR(3)模型对花园口站年平均流量的拟合示意图Fig.1 Fitting diagram on Garden station annual average flow by Stepwise regression and AR(3)表3 逐步回归与AR(3)模型对花园口站1988年、1989年和1990年3a的年平均流量预报值Table 3 Forecast values on annual average flow of Garden station 1988,1989 and 1990 by Stepwiseregression and AR(3) model年份实测值(m3/s)逐步回归预报值(m3/s)逐步回归预报相对误差(%)时间序列预报值(m3/s)时间序列预报相对误差(m3/s)1988 1122 832 -25.85 1277 13.84 1989 1345 1329 2.53 1034 -23.12表4 逐步回归模型与时间序列分析模型的对比结果Table 4 Compares between stepwise regression model and time series analysis model 方法拟合相对误差绝对值预报相对误差绝对值≤30%≤20%≤10%≤30%≤20%≤10%多元逐步回归模型32 a 29 a 16 a 3 a 2 a 2 a 时间序列分析模型32 a 32 a 31 a 2 a 1 a 0 a3 结语多元逐步回归模型综合考虑了前期74项环流特征量的影响,所以尽管该方法的拟合效果不如时间序列分析模型(但仍在允许精度范围内),但通常其预报效果较好。
为了提高该方法的拟合预报效果,在预报因子方面,可加入些其他影响因子,如关键区的海温因子,流域的降水、温度,以及上游水文站的径流量等。
对于时间序列分析模型,本文考虑了趋势项、跳跃项和周期项这些确定性成分对序列的影响,并采用了AIC准则来确定模型阶数p。
分析发现对该站1956―1987年间的流量值进行拟合时,其效果很好;对1988年、1989年及1990年进行预报时,预报精度却不高。
一方面,这可能是因为时间序列分析模型注重的是序列自身的演变规律,对影响预报对象的其他物理因素缺乏考虑;另一方面,由于资料的限制本文只取3a进行预报,预报序列的长度过短,不足以说明预报效果的好坏,在以后的预报中该方法可通过实时校正来减少预报误差[6]。
另也有学者将双重逐步回归分析方法应用在中长期水文预报上[7-8],使预报误差大幅度减小。
今后在做中长期水文预报时,除了本文涉及的两种方法外,还有一些其他的方法,例如:非线性预报模型、人工神经网络、小波分析技术、模糊分析,灰色预测技术以及相应的组合预测模型等[9-12],我们应对其他方法加以学习并利用,以期提高预报精度。
此外,由于水文系统的复杂性以及水文要素变化的不确定性,用单一的预报模型无法全面地提高中长期水文预报的可靠性,我们可以加强对这些组合预测模型的应用研究。
参考文献:[1] 范钟秀.中长期水文预报[M].南京:河海大学出版社,1999.[2] 葛朝霞,王会容,曹丽青等.柘溪水库月入库流量预报方案的建立与对比分析[J].河海大学学报(自然科学版):2004,32(5):508-511.[3] 葛朝霞,顾月红,曹丽青等.海温和气象因子对洪家渡水电站月径流量的影响[J].河海大学学报(自然科学版):2006,34(6):606-609.[4] 桑燕芳,王栋.水文时间序列周期识别的新思路与两种新方法[J].水科学进展:2008,19(3):412-417.[5] 钟华,水文时间序列AR(p)模型阶数的识别[J].广东水利水电:2003(5):56-57.[6] 章上游,林三益,黄庆红.ARMA模型在实时水文预报中的应用探讨[J].四川水利发电:1993(2):6-14.[7] 崔永生,刘永波.双重逐步回归法在长期水文预报中的应用[J].东北水利水电:1992(7):30-33.[8] 何丽娟,白玉良,赫明天.双重逐步回归分析在中长期水文预报中的应用[J].东北水利水电:2006,24(259):34.[9] 王文圣,丁晶,刘国东.人工神经网络非线性时序模型在水文预报中的应用[J].四川水利发电:2000(19):8-10.[10] 孙志勇,陈明朗.基于ANN模式的中长期水文预报研究[J].吉林水利:2010(5):81~84.[11] 钟平安,赵星.基于小波变换的入库径流组合预测方法研究[J].水利发电:2006,32(2):17~18.[12] 钟桂芳.灰色变基模型在密云水库长期水文预报中的应用[J].北京水利:1996(3):47-50.Establishment and comparative analysis offorecast model of annual average flow inGarden station of Yellow RiverWU Li-jun1,2,GE Zhao-xia1,2,CAO-Kun1,2(1.State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, HohaiUniversity, Nanjing 210098, China;2. College of Water Resources and Hydrology, Hohai University, Nanjing 210098, China) Abstract: Considering the annual average flow of Garden station in Yellow River as forecast target, the models of multiple regression and time series analysis are set up, to fit and forecast. The results show that both methods can get good effect on fitting, and time series analysis model is relatively good; for the results of forecast in 1988, 1989, and 1990, the multiple regression model is better. Due to multiple stepwise regression considering the influence of 74 circulation indexes, and time series analysis considering the annual average flow changing rules, these two kinds of methods can be used together in the practical application later on, in order to improve the prediction qualified.Key words: Long-term hydrological forecasting, the annual average flow, stepwise regression, time series analysis。