上海市水情中长期预测研究

上海市水情中长期预测研究

王庆荣[1]2004年在《上海市水情中长期预测研究》文中进行了进一步梳理本文以上海市某代表站的年降水量、汛期雨量和黄埔公园年最高潮位叁个系列为研究对象,建立中长期水文预报模型,对上海市的水情进行预测研究。研究分两个方面,一是定量预测,是本论文的主要研究内容,共建立了四个预测模型,分别是AR(p)模型、GM(1,1)模型、改进GM(1,1)模型及TAR模型;其二是建立了马尔柯夫定性预测模型,给出分级预测结果。 在定量预测模型研究中,先对叁个不同系列进行时间系列的组成分析,结果表明:叁个系列均无趋势存在,降水量系列有明显周期存在,但年最高潮位系列无周期。在剔除周期成分后,用AR(p)模型建模,并作预测。为了分析周期提取是否影响预测精度,还对原系列之间建立AR(p)模型作预测,结果表明剔除周期未能提高预测精度。 其次,探索使用基于灰色系统理论的一种模型——GM(1,1)模型做预测,在研究过程中还采用了一种能够提高预测精度的改进GM(1,1)模型,对预测结果使用后验差检验。 为进一步提高模型预测效果,还采用非线性门限自回归模型——TAR模型做预测分析。门限自回归模型的建模方法比较复杂,但预测精度比前面几种方法有较大提高,该模型对年降水量、汛期雨量预测合格率达90%以上。 论文最后还对年降水量、汛期雨量序列探讨做分级预测,采用气象分级办法进行分级。结果表明所建立的马尔柯夫预测模型具有较高精度。 总之,本研究成果对上海市防汛科学决策具有比较重要的参考价值。

陈其幸[2]2005年在《上海市水情长期预测方法比较研究》文中提出长期水文预报是介于水文学、气象学、气候学等多学科之间的一门边缘学科,由于影响因素的复杂性与目前科学水平的限制,长期水文预报精度还不高。如何提高预报精度是水文学家关注的问题。 本文以上海市水情为例,开展长期预测方法研究。重点是对比不同方法,以期找到更好的预报模型来提高预报精度。上海市年最高潮位预报是上海市水情预报最重要的部分,在以往的上海市年最高潮位预测中,发现结果都不理想。原因可能是年最高潮位受上游来水、天文潮、台风的共同影响,预报难度大,致使用过去的预报方法,预测精度差。本次由于增加了物理成因法,引用了海温、南方涛动指数(Southern Oscillation index)、太阳黑子数等资料,预报精度得到了提高,特别是年最高潮位预测中效果更为明显。 文中着重研究和应用了多元逐步回归、自然正交展开(EOF)、投影追踪回归(PPR)叁种预报方法,并与过去研究的自回归模型AR(P)、灰色模型GM(1,1)、门限自回归模型(Threshold Autoregressive Model)对比分析。 另外,在定性预报中,对较新的加权马尔柯夫模型与马尔柯夫模型也作了研究与比较。

顾圣华, 何金林[3]2005年在《周期规律在上海汛期水情中长期预测中的应用》文中提出上海常遭受热带气旋、风暴潮及暴雨等的影响,正确及时的汛情预报对上海市防汛抗灾减灾有着重要作用。本文利用上海地区长系列的水文气象资料,采用方差分析、频谱分析及逐步回归周期分析等方法筛选识别周期,据此计算拟合水文过程,效果良好,并以可公度信息系相互印证,预测上海汛期水情。

塔娜[4]2012年在《海平面上升背景下上海市水源地供水安全风险评估》文中研究说明城市发展,原水先行。上海市是位于长江口的世界级特大型河口城市,充足、安全的淡水资源供应是城市社会、经济健康发展的前提。由于上海市未来70%的淡水将由长江河口区边滩和心滩水库提供,因此盐水入侵引起的水资源短缺是上海市城市供水安全的最主要风险因素。随着长江河口地区相对海平面上升,由此引起的盐水入侵增强,将加剧水资源供需矛盾,使上海市供水安全面临挑战。本研究在分析上海市水资源利用现状基础上,对海平面上升背景下的供水系统和需水系统的风险因子进行甄别,建立海平面上升背景下的上海市水源地供水安全模型。该模型包括上海市主要水源地供水量和城市需水量的中长期预测,快速与相对缓慢的两种流动人口增长模式和10cm与25cm的两种海平面上升值组合情景下的上海市供水安全风险及其出现时间。城市需水量的中长期预测主要利用系统动力学建立的上海市需水预测系统动力学(SD)模型,通过Vensim软件计算获得。SD模型是建立在大量上海市人口、工业增加值、第叁产业增加值等社会经济历史数据,和上海市水务局提供的生活、工业、农业、公共生活用水量、万元工业增加值用水量、农业亩均灌溉用水量、人均生活用水量等水资源统计数据基础上。模型的计算结果经检验,误差较小,因而该模型在城市需水量预测上有一定的可行性。模型计算结果表明,2020年和2030年上海市年总需水量范围在149.5-150.75亿m3和185-190亿m3。其中,居民生活需水量和城市公共生活需水量加速增长,而工业需水量缓慢增长,农业需水将会小幅度减少。城市供水量的中长期预测则通过长江河口盐水入侵数值模型计算获得,即当海平面上升10cm和25cm时,枯季每月供水量陈行水库将减少19.2万m,、32万m3、青草沙水库减少为754.95万m,、776.52万m3,东风西沙水库减少为14万m3和13.6万m3。特枯水情时,陈行水库供水量减少88万m3、110.4万m3,东风西沙减少21.6万m3、26.4万m3。海平面上升背景下上海市供水风险评估则在上述上海市需水预测SD模型输出结果和海平面上升背景下上海市供水能力预测结果基础上,采用改进的供水保证率公式,评估上海市供水风险及其出现时间。研究结果表明:当不考虑海平面上升且上海市水源地在维持2012年供水能力时,2021年上海市供水保证率低于安全余量,上海市供水系统面临风险,2023年安全余量为零,上海市面临缺水问题;在新增没冒沙水源300万m3/天供水能力时,供水风险可推迟到2026-2027年发生。当海平面上升10cm时,上海市枯季每日供水量为1444.4万m3/天;若海平面上升10cm并遇特枯水情时,上海市每日供水量为1425万m3/天;若海平面上升25cm时,上海市枯季每日供水量为1443.9万m3/天;若海平面上升25cm特枯水情时为1420.6万m3/天。在设定海平面上升速率为10mm/a和5mm/a时,上海市海平面上升值分别在2020年和2030年达10cm,通过对2020年和2030年上海市供需水量对比分析得出,2020年上海市枯季每日缺水量为39-74万m3/天,2030年为866-994万m3/天;若新增没冒沙水源300万m3/天供水能力时,2030年缺水量为566-694万m3/天。所以,上海市淡水资源的供给需要未雨绸缪,提高供水能力和合理规划用水并重,尽早开发新的长江口水源地,加大对长江河口优质原水的利用程度,制定以供定需的合理用水策略,尤其做好人口控制,以免上海市需水量增长过快。

霍惠玉[5]2007年在《水库信息管理系统研究》文中研究指明随着水资源管理和水环境保护问题的日益突出,需要越来越多水利信息资源,对信息的准确性和实时性要求也越来越高,但信息的规范化和标准化工作相对滞后,加上系统的维护管理经费渠道始终未得到很好地解决,致使目前我国在水利信息资源的开发利用和信息服务方面,与国际的差距有逐渐拉大的趋势。根据辽宁省目前九大水库自动化建设的现状和特点分析,本论文有针对性地设计和开发了辽宁省九大水库信息管理系统。该系统的建设将是辽宁省水利信息化重要组成部分,它的建成将标志着辽宁省流域的防汛调度、水资源调度、工程建设和管理迈上数字化、信息化的新台阶,为流域治理的正确决策和科学调度、指挥提供重要保障。该系统的核心任务是通过实时监测、通信、计算机网络、系统工程、软件工程等技术手段,全面掌握九大水库的实时水情信息,并且对实时水情进行准确地统计与发布,从而帮助管理人员制定相应的调度方案与科学决策。随着神经网络预报模型在水文预报中的应用的广泛,本论文在基于前人工作的基础上将BP神经网络应用到枯季和汛期的月径流的预报,通过数据的计算分析我们可以得到BP神经网络在月平均径流量预报精度相对较高,所以具有一定的应用价值。本文还引进距离加权平均法进行降雨等值线的绘制。该系统是基于B/S与C/S混合软件网络体系。在当今信息化的今天,水利信息化是一种必然的趋势。通过水利信息化可以实时的获取水情信息,从而为防洪减灾,供水调度等方面做出科学合理的规划调度。

李秋君[6]2006年在《电力市场下水电价值预测与评估研究》文中指出随着我国区域电力市场建设地逐步深入,水火电有望共同竞价上网。电力市场下独立的水力发电企业,如何预测与估算竞价上网中水电电能价值(以下简称水电价值),指导水电企业制定最优的竞价策略,是水电参与电力市场首先研究的重要课题之一。本文从独立的水力发电企业角度考虑,充分分析水电价值特性基础上,提出了一种基于水能边际价格的水电价值预测与评估方法,并对该评测方法的合理性进行详细阐述。文中首先介绍了电力市场的基本概念,运营和交易模式;分析了水电竞价上网的优势和竞价上网的必然性;介绍了国内外水电竞价上网模式现状;在借鉴国外成熟经验,结合国内电力市场建设的基础上,分析了我国竞价上网存在及亟待解决的问题;分析了水电厂竞标价格的影响因素等。这些问题的研究,为电力市场下水电价值的预测与评估提供了研究背景和理论基础。水电价值估算模型的建立及求解是本文研究的重点。由于水电不同与火电的特性,水电电能价值受水文、市场因素、水库特性等条件制约。文中首先对水力发电特点、水电价值特性进行分析,在此基础上,引用水的边际价值作为竞价上网中水电价值的衡量指标,综合考虑水情、市场电价和水库约束条件,建立了水电价值预测与评估模型,从而将水电价值的评估问题转化为水的边际价值的求解问题。模型采用动态规划法求解,并通过具体的算例对模型进行了检验,其结果说明了该方法的合理性。最后文中就水电企业竞价策略进行了简要探讨,并指出了水电竞价上网有待深入开展得工作。

王学武[7]2017年在《图们江流域水文特性分析及中长期径流预报研究》文中进行了进一步梳理近年来吉林省东南部图们江流域洪水现象时有发生,2016年受台风“狮子山”影响,该流域发生强降水并引起图们江水位暴涨,据统计为超百年一遇洪水,突发洪水威胁到图们江流域百姓人身安全,同时对流域内经济财产造成严重损失。鉴于此,本文对图们江流域进行水文特性分析及中长期径流预报研究,以图们江流域上游开山屯水文站、中游河东水文站、下游圈河水文站1957年-2015年降水资料和1959年-2015年径流资料为基础,通过分析距平百分率与差积曲线波动频次,对水文站降水量和径流量的年际变化进行分析,叁个水文站降水量与径流量的丰、平、枯变化趋势一致,其中开山屯水文站持续丰水年达到13年之久。采用5年滑动平均法和Kendall秩次相关检验法对水文站的降水量、径流量趋势进行分析,开山屯水文站的降水量及年径流量下降趋势更为显着。通过滑动t检验法的径流突变分析和径流周期方差分析法的F检验,发现叁个水文站分别在1974年、1985年、1985年发生径流突变,并且在1981年-2015年时间段内存在试验周期现象。最后,结合图们江径流资料特点,在降水与径流特性分析基础上应用人工神经网络法和多元回归分析法进行逐月流量预报与年径流总量预报。对预报结果进行作业效果等级评定及两种预报模型的综合比较,两种方法预报场次总体合格率分别达到80%和70%以上,其中,人工神经网络模型预报成果相对更能够适应该流域径流特点,论文的研究工作对图们江流域水资源宏观调控和防洪减灾具有参考价值。

钟炜[8]2007年在《流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统研究》文中研究表明本论文以网络环境下构建流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统为研究对象,将智能优化和网络通讯等技术应用于流域梯级水电站的信息管理、水文预报及优化调度决策中,研制开发了较为实用的流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统。系统可对生成的调度方案进行合理评价和优化决策,为实现梯级水电站调度方案实施的智能化、信息化和网络化管理提供了理论与技术支持。论文主要研究内容及成果如下:(1)针对流域内降水及下垫面条件时空分布不均匀的特点,提出了水库入库径流分级预测方法。通过对采集的水文序列进行时空分析,建立了分级预报因子集特征值变量与观测值对应的小波神经网络径流预测模型。设计了预测模型分类识别器,根据不同的径流特征值自动搜寻相适应的网络模型进行预测,最终将分类预测模型合并为组合预测模型。(2)研究了市场机制下梯级水电站优化调度模型的建模方法及针对梯级水电站厂内经济运行优化调度模型的建模方法,并提出相应的模型求解算法。其中,厂内经济运行调度模型求解采用本论文提出的基于遗传算法的双层耦联算法,设计上层为求解机组负荷分配问题模块,下层为求解机组组合问题模块。该算法具有可同时求得电厂负荷分配问题和机组组合问题的最佳调度方案的优点。(3)建立了基于多目标决策模糊优选理论的梯级水电站调度决策方案评估模型。方案评估以调度优化目标相应的评估指标为依据,采用多目标模糊优选法对生成各调度方案进行排序,模型中引入调度规则集,通过规则重要性标度计算得到方案优劣性评价成果,为梯级水电站调度方案评估模型提供评价依据,并提出了针对水电站调度决策的加权推理机制指导生成最优调度方案的算法和程序。(4)研制开发了网络环境下的流域梯级水电站优化调度辅助决策系统软件。系统基于上述所提出的理论方法和技术,结合具体软件研发目标,并对系统功能需求进行了深入的分析;采用B/S网络构架模型和软件分层服务模式,设计开发出了系统的总体框架和各个功能模块,并对各个模块的实现过程进行了详细的说明。所研制的系统软件在实际调度工程中的应用,可为决策人员提供完善的信息数据和科学的调度方案,提高企业的信息综合管理水平和调度自动化实施能力。

甘秀敏[9]2011年在《血吸虫病流行的评估与预测预警研究》文中提出目的:1、评价以控制传染源为主的血吸虫病综合防治策略的近期效果,为进一步制订和调整血吸虫病防治的目标和重点提供理论依据;2、分析居民血吸虫感染率的短期变化趋势,为血吸虫感染率短期预测提供简便易行的方法学依据;3、构建血吸虫病疫情监测与预警指标体系,为我国血吸虫病疫情监测和预警系统的建设提供参考;4、探讨提高血吸虫病疫情监测与预警水平的策略和措施,为我国血吸虫病防治工作提供策略支持。方法:1、应用描述流行病学方法,分析湖北省潜江市2005-2010年和阳新县2000-2009年两个国家级血吸虫病监测点血吸虫病的流行情况;2、应用时间序列ARIMA模型和灰色预测模型对潜江市1956-2010年居民血吸虫感染率进行拟合,预测居民血吸虫感染率短期变化趋势;3、通过文献学习和资料查阅,形成专家咨询表,收集专家意见,应用Delphi法和层次分析法,筛选指标并确定其内部权重;4、应用SWOT法分析血吸虫病疫情监测与预警工作所处的内部和外部环境,并提出相应的策略和措施。结果:1、潜江市和阳新县监测点居民血吸虫感染率已分别降至0.41%和2.18%,粪检阳性率有逐年降低的趋势,其中农民和男性仍然是血吸虫感染的高危人群;两监测点耕牛血吸虫感染率已分别降至1.96%和1.67%,但家畜敞放的情况仍普遍存在;两监测点钉螺感染率已分别降至0.00%和0.24%,但有螺面积压缩不明显。2、所构建的时间序列ARIMA(1,1,0)模型和灰色预测模型拟合效果较好,预测精度较高,血吸虫感染率实际值均在预测值的95%可信区间内;两模型短期预测结果均显示未来两年潜江市居民血吸虫感染率将略有降低。3、血吸虫病疫情监测与预警指标体系包括5个一级指标、15个二级指标和48个叁级指标。其中“血防干预措施”一级指标权重最大,组合权重系数排在前列的指标分别为人群感染率、上年急感人数及耕牛感染率所属的传染源疫情影响因素指标以及疫情发生及报告的疫情动态指标,与实际情况相符。协调系数检验结果显示所建立的指标体系有较高的权威性和可靠性。4、我国血吸虫病疫情监测与预警工作所面临的优势和机会分别为监测力度大和国家重视,所面临的劣势和威胁分别为无完善的监测与预警体系和当前严峻的血防形势。结论:1、湖北省血吸虫病疫情得到有效控制,以控制传染源为主的血吸虫病综合防治策略效果明显;2、时间序列ARIMA模型和灰色预测模型预测精度较好,可应用于血吸虫感染率的短期预测分析中;3、所构建的血吸虫病疫情监测与预警指标体系可在进一步实证分析和修订后应用于我国血吸虫病疫情监测与预警工作中;4、我国血吸虫病疫情监测与预警水平仍有待进一步提高,我国血防工作者应审时度势、把握机会、扬长避短,提高我国血防工作能力。创新点:1、首次应用时间序列和灰色预测模型对湖北省血吸虫病疫情进行了预测分析,为湖北省今后血防工作重点的确定和策略的调整提供科学依据;2、在国内首次构建了血吸虫病疫情监测与预警指标体系,为国家或地区血吸虫病暴发或流行的定量风险评估打下基础;3、将SWOT分析法首次应用于提高我国血吸虫病监测与预警水平的策略探讨中,为我国实现消灭血吸虫病的最终目标提供策略支持。

孟菲[10]2008年在《上海成灾台风的气象特征及灾害风险评估》文中提出依据1949~2005年中国气象局上海台风研究所的实测数据、台风年鉴资料及前人的研究成果,对上海成灾台风的气象特征、成灾状况及各地区的台风灾害风险度进行分析,其结果显示:(1)在过去50年中,上海成灾台风年均生成1.5个、年际变化明显;均出现在5~10月,8月份是活跃期;路径中登陆转向类的最多,直接登陆上海的最少;其生成源地主要集中在130°E~150°E和10°N~20°N的海域。(2)上海成灾台风在厄尔尼诺年的生成次数略少于反厄尔尼诺年;其生成频数与上海区域年平均气温变化呈正相关,有可能在全球增温的大背景下数目会继续增加。(3)人员伤亡、农田受淹面积和房屋倒损这3个灾情参数在近50年里有一定变化,但上海台风综合灾情指数变化幅度不大,从1980年代开始有上升趋势;成灾台风灾情指数与吕泗站最大风速和过程雨量成正相关;吴淞口、黄埔公园的潮位站数据与成灾台风直接经济损失对应性较好。(4)利用ArcGIS空间分析模块,分析上海不同地区的台风灾害综合风险:①极有可能成灾的区域:崇明岛,金山区,台风成灾概率大于95%。②很可能成灾区域:青浦区,奉贤区的庄行镇、南桥镇、金汇镇、柘林镇、青村镇、奉城镇6镇,台风成灾概率大于90%。③可能成灾区域:松江区、浦东新区、南汇区大冶河两岸地区,台风成灾概率大于66%。④多半可能成灾区域:长兴岛,宝山区,市中心区域,奉贤区的海湾镇和四团镇,台风成灾概率大于50%。⑤或许可能成灾区域:嘉定区,闵行区,台风成灾概率为33%~66%。⑥不可能成灾区域:主要为沿江、沿海的江堤、海堤,地势极高,包括松江区内淀浦河一线,南汇区大治河以及南部的人民塘河等河流线,浦东新区、南汇区、奉贤区沿海堤坝,横沙岛,风险度极低,台风成灾概率小于33%。⑦很不可能成灾区域:黄浦江一线,嘉定区的蕰藻浜及其南北走向的分支河流,松江区内的西佘山、东佘山等山脉,地势极高,这些区域台风综合风险度最低,台风成灾概率小于10%。

参考文献:

[1]. 上海市水情中长期预测研究[D]. 王庆荣. 河海大学. 2004

[2]. 上海市水情长期预测方法比较研究[D]. 陈其幸. 河海大学. 2005

[3]. 周期规律在上海汛期水情中长期预测中的应用[C]. 顾圣华, 何金林. 第二届长叁角气象科技论坛论文集. 2005

[4]. 海平面上升背景下上海市水源地供水安全风险评估[D]. 塔娜. 华东师范大学. 2012

[5]. 水库信息管理系统研究[D]. 霍惠玉. 沈阳农业大学. 2007

[6]. 电力市场下水电价值预测与评估研究[D]. 李秋君. 华中科技大学. 2006

[7]. 图们江流域水文特性分析及中长期径流预报研究[D]. 王学武. 长春工程学院. 2017

[8]. 流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统研究[D]. 钟炜. 天津大学. 2007

[9]. 血吸虫病流行的评估与预测预警研究[D]. 甘秀敏. 华中科技大学. 2011

[10]. 上海成灾台风的气象特征及灾害风险评估[D]. 孟菲. 上海师范大学. 2008

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上海市水情中长期预测研究
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