基于多频回归和小波分析的水资源中长期调度研究及应用

发布时间：2017-06-09 05:02

  本文关键词：基于多频回归和小波分析的水资源中长期调度研究及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水是生命之源、生产之要、生态之基,是基础性自然资源和战略性社会资源,关乎人类生存、经济发展和社会进步。从供给侧看,受气候变化和人类活动影响,近五十年来我国水资源总量减少趋势明显,加之水资源时空分布不均,使得水资源调度工作的复杂程度和难度有所提高；从需求侧看,随着经济社会发展,用水结构显著变化,用水竞争时有发生,供需矛盾日益突出。如何在水资源供给受限情况下,满足行业用水需求,实现“三化”协调发展,是当下水资源中长期调度需要研究的课题。水资源中长期调度是应对气候变化条件下水资源时空分布不均、协调用水结构变化下行业用水竞争的重要方法。传统的规划调度多以调度准则为依据,以水库调度图为指南,是一种半经验、半理论的水资源调度方法。然而,规划调度只在典型年基础上进行径流调节计算,没有考虑预见期内的径流来水情况,因此难以获得最佳方案。本文提出一种基于遗传算法的水资源中长期预报调度方法,以期获得符合真实情景的最优方案,调度内容涉及兴利调度中的供水调度和灌溉调度。作为水资源调度的基础性前期工作,水文预报是否精准对调度结果影响很大,随着预见期延长,中长期预报精度往往随之下降。本文从该点出发,提出一种基于多频回归和小波分析的中长期径流预报方法,以提高预报的准确性和稳定性,在趋势分析和周期分析的基础上,建立水文预报多频回归模型,将预见期径流预报结果输入调度模型进行调算,最后根据水库调度结果给出区域供需平衡结果并绘制重要水库的调度过程线。基于多频回归和小波分析的水资源中长期调度方法在云南省曲靖市曲陆坝区得到应用。曲陆坝区水资源调度涉及4个片区、15个计算单元、43座水库以及地下水、再生水、雨水等多个水源。在水库径流模拟阶段,将传统回归模型的拟合结果和多频回归拟合结果分别与实测值进行对比,发现后者相关系数均在0.8以上,纳什系数均在0.7以上,可见相较于传统回归模型,基于小波分析的多频预报模型在模拟精度上有显著提高。将预报结果作为调度模型的输入进行径流调节计算,最终给出区域供需平衡结果和绘制出重点水库在中长期径流预报下的兴利调度过程线。结果表明,区域和行业的缺水率均较为合理,水库的来水过程、需水过程和供水过程具有良好的匹配性,基于多频回归和小波分析的水资源中长期调度模型在模拟精度上具有一定优越性。
【关键词】：多频回归 小波分析 径流预报 中长期 水资源调度
【学位授予单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV213.4
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景与研究意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-15
• 1.2.1 水资源调度研究进展12-13
• 1.2.2 水文预报研究进展13-15
• 1.3 研究内容15-16
• 1.4 技术路线16-17
• 第二章 基于水文节律的径流多频回归模型17-21
• 2.1 频段划分方法17-18
• 2.2 多频自回归模型建模方法18-20
• 2.3 小结20-21
• 第三章 基于多频回归和小波分析的中长期径流预报方法21-29
• 3.1 趋势性分析21-23
• 3.1.1 滑动平均法21-22
• 3.1.2 Mann-Kendall法22-23
• 3.2 小波分析23-26
• 3.2.1 研究进展23-25
• 3.2.2 理论方法25-26
• 3.3 周期分析26-27
• 3.3.1 小波变换系数图26-27
• 3.3.2 小波方差图27
• 3.4 预报方法27-28
• 3.5 小结28-29
• 第四章 水资源调度模型与调度图制定29-42
• 4.1 调度模型29-40
• 4.1.1 理论方法29-31
• 4.1.2 调度原则31-32
• 4.1.3 模型构建32-38
• 4.1.4 求解方法38-40
• 4.2 兴利调度图制定40-41
• 4.3 小结41-42
• 第五章 研究区概况42-49
• 5.1 自然概况42-45
• 5.1.1 自然地理42
• 5.1.2 水文气象42-45
• 5.1.3 河流水系45
• 5.2 社会经济45-46
• 5.3 水资源46-49
• 5.3.1 水资源概况46-47
• 5.3.2 水资源开发利用现状47-49
• 第六章 实例研究49-67
• 6.1 调度期与计算单元49
• 6.2 水资源系统概化49-51
• 6.3 水资源调度模型构建51
• 6.4 径流预报51-61
• 6.4.1 趋势分析51-52
• 6.4.2 分频建模52-56
• 6.4.3 周期分析56-59
• 6.4.4 模型校验59-61
• 6.4.5 调度期径流预报61
• 6.5 需水预测61-62
• 6.6 调度结果与分析62-66
• 6.6.1 区域水资源调度结果62-63
• 6.6.2 水库调度过程线63-66
• 6.7 小结66-67
• 第七章 结论与展望67-69
• 7.1 结论67-68
• 7.2 展望68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目及论文发表情况75-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐小钰;朱记伟;解建仓;刘家宏;李占斌;;1951-2012年西安地区旱涝灾害演变特征及其与多事件的相关性研究[J];自然灾害学报;2015年06期

2 李红波;夏潮军;王淑英;;中长期径流预报研究进展及发展趋势[J];人民黄河;2012年08期

3 王浩;王建华;;中国水资源与可持续发展[J];中国科学院院刊;2012年03期

4 邓坤;张璇;杨永生;刘聚涛;;流域水资源调度研究综述[J];水利经济;2011年06期

5 夏军;翟金良;占车生;;我国水资源研究与发展的若干思考[J];地球科学进展;2011年09期

6 王浩;;中国未来水资源情势与管理需求[J];世界环境;2011年02期

7 张建云;;中国水文预报技术发展的回顾与思考[J];水科学进展;2010年04期

8 郭生练;陈炯宏;刘攀;李雨;;水库群联合优化调度研究进展与展望[J];水科学进展;2010年04期

9 徐冬梅;赵晓慎;;中长期水文预报方法研究综述[J];水利科技与经济;2010年01期

10 包红军;李致家;王莉莉;;具有行蓄洪区的复杂水系实时洪水预报研究[J];水力发电学报;2009年04期

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本文编号：434449