湟水流域径流演变规律与预测方法研究

发布时间：2021-01-11 13:19

　　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... 

【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 径流演变规律研究现状
        1.2.2 径流预测方法研究现状
    1.3 本文的研究工作
    1.4 技术路线及创新点
        1.4.1 技术路线
        1.4.2 创新点
第2章 湟水流域概况
    2.1 基本概况
    2.2 资料三性审查
        2.2.1 一致性审查
        2.2.2 资料代表性审查
        2.2.3 资料可靠性审查
    2.3 径流的年内年际变化特征
    2.4 本章小结
第3章 湟水流域径流变化特性分析
    3.1 丰枯特性
    3.2 周期特性
        3.2.1 小波分析
        3.2.2 四站周期
    3.3 趋势特性
        3.3.1 Mann-kendall非参数检验法
        3.3.2 趋势分析
    3.4 突变特性
    3.5 应用EMD方法
        3.5.1 方法介绍
        3.5.2 EMD分解
        3.5.3 周期分析
        3.5.4 趋势分析
    3.6 本章小结
第4章 改进经验模态分解算法
    4.1 经验模态分解自身问题简介
    4.2 模态混叠的成因
        4.2.1 间断事件干扰
        4.2.2 密集模态相互作用
    4.3 模态混叠的解决办法
        4.3.1 CEEMD分解
        4.3.2 信号调频变换
        4.3.3 信号调频+CEEMD方法
    4.4 本章小结
第5章 改进EMD与支持向量机耦合预测模型
    5.1 支持向量机
        5.1.1 问题描述
        5.1.2 算法描述
        5.1.3 核函数
    5.2 预测方法选择
    5.3 预测结果对比
        5.3.1 SVM单独预测
        5.3.2 EMD+SVM耦合模型预测
        5.3.3 改进EMD+SVM耦合模型预测
        5.3.4 分析比较
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进经验模态分解的HHT密集模态识别方法[J]. 荣钦彪,刘昉,宿策.  计算机应用研究. 2018(12)
[2]基于神经网络理论的开河期冰坝预报研究[J]. 王涛,刘之平,郭新蕾,付辉,刘文斌.  水利学报. 2017(11)
[3]EMD密集模态识别研究及在电站厂房中的应用[J]. 荣钦彪,刘昉,宿策,康宏志.  水力发电学报. 2017(06)
[4]湟水河流域近50年来农业气候资源变化[J]. 刘义花,周强,鲁延荣,李红梅.  中国农学通报. 2016(12)
[5]不同组合小波神经网络模型对径流预测的适用性[J]. 彭欣怡,于国荣,张代青.  人民长江. 2015(24)
[6]集合经验模态分解下中国新疆降水变化趋势的区域特征[J]. 刘天虎,刘天龙.  沙漠与绿洲气象. 2015(04)
[7]水文气象序列趋势分析与变异诊断的方法及其对比[J]. 张应华,宋献方.  干旱区地理. 2015(04)
[8]M-K和滑动T确定穆棱河流域径流变化突变时间[J]. 刘琦,孙冰心.  黑龙江水利. 2015(07)
[9]基于集合经验模态分解和自回归滑动平均的某碾压混凝土重力坝变形预测模型及应用[J]. 梁嘉琛,赵二峰,张秀山,孔庆梅,兰石发.  水电能源科学. 2015(03)
[10]解相关EMD:消除模态混叠的新方法[J]. 肖瑛,殷福亮.  振动与冲击. 2015(04)

博士论文
[1]EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D]. 王婷.哈尔滨工程大学 2010
[2]支持向量机算法及其应用研究[D]. 张国云.湖南大学 2006
[3]小波分析及其应用研究[D]. 衡彤.四川大学 2003

硕士论文
[1]水文时间序列周期分析方法的研究[D]. 赵利红.河海大学 2007



本文编号：2970839