基于多頻回歸和小波分析的水資源中長(zhǎng)期調(diào)度研究及應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:基于多頻回歸和小波分析的水資源中長(zhǎng)期調(diào)度研究及應(yīng)用,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基,是基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性社會(huì)資源,關(guān)乎人類(lèi)生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。從供給側(cè)看,受氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)影響,近五十年來(lái)我國(guó)水資源總量減少趨勢(shì)明顯,加之水資源時(shí)空分布不均,使得水資源調(diào)度工作的復(fù)雜程度和難度有所提高;從需求側(cè)看,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,用水結(jié)構(gòu)顯著變化,用水競(jìng)爭(zhēng)時(shí)有發(fā)生,供需矛盾日益突出。如何在水資源供給受限情況下,滿足行業(yè)用水需求,實(shí)現(xiàn)“三化”協(xié)調(diào)發(fā)展,是當(dāng)下水資源中長(zhǎng)期調(diào)度需要研究的課題。水資源中長(zhǎng)期調(diào)度是應(yīng)對(duì)氣候變化條件下水資源時(shí)空分布不均、協(xié)調(diào)用水結(jié)構(gòu)變化下行業(yè)用水競(jìng)爭(zhēng)的重要方法。傳統(tǒng)的規(guī)劃調(diào)度多以調(diào)度準(zhǔn)則為依據(jù),以水庫(kù)調(diào)度圖為指南,是一種半經(jīng)驗(yàn)、半理論的水資源調(diào)度方法。然而,規(guī)劃調(diào)度只在典型年基礎(chǔ)上進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算,沒(méi)有考慮預(yù)見(jiàn)期內(nèi)的徑流來(lái)水情況,因此難以獲得最佳方案。本文提出一種基于遺傳算法的水資源中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)調(diào)度方法,以期獲得符合真實(shí)情景的最優(yōu)方案,調(diào)度內(nèi)容涉及興利調(diào)度中的供水調(diào)度和灌溉調(diào)度。作為水資源調(diào)度的基礎(chǔ)性前期工作,水文預(yù)報(bào)是否精準(zhǔn)對(duì)調(diào)度結(jié)果影響很大,隨著預(yù)見(jiàn)期延長(zhǎng),中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)精度往往隨之下降。本文從該點(diǎn)出發(fā),提出一種基于多頻回歸和小波分析的中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)方法,以提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,在趨勢(shì)分析和周期分析的基礎(chǔ)上,建立水文預(yù)報(bào)多頻回歸模型,將預(yù)見(jiàn)期徑流預(yù)報(bào)結(jié)果輸入調(diào)度模型進(jìn)行調(diào)算,最后根據(jù)水庫(kù)調(diào)度結(jié)果給出區(qū)域供需平衡結(jié)果并繪制重要水庫(kù)的調(diào)度過(guò)程線;诙囝l回歸和小波分析的水資源中長(zhǎng)期調(diào)度方法在云南省曲靖市曲陸壩區(qū)得到應(yīng)用。曲陸壩區(qū)水資源調(diào)度涉及4個(gè)片區(qū)、15個(gè)計(jì)算單元、43座水庫(kù)以及地下水、再生水、雨水等多個(gè)水源。在水庫(kù)徑流模擬階段,將傳統(tǒng)回歸模型的擬合結(jié)果和多頻回歸擬合結(jié)果分別與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)后者相關(guān)系數(shù)均在0.8以上,納什系數(shù)均在0.7以上,可見(jiàn)相較于傳統(tǒng)回歸模型,基于小波分析的多頻預(yù)報(bào)模型在模擬精度上有顯著提高。將預(yù)報(bào)結(jié)果作為調(diào)度模型的輸入進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算,最終給出區(qū)域供需平衡結(jié)果和繪制出重點(diǎn)水庫(kù)在中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)下的興利調(diào)度過(guò)程線。結(jié)果表明,區(qū)域和行業(yè)的缺水率均較為合理,水庫(kù)的來(lái)水過(guò)程、需水過(guò)程和供水過(guò)程具有良好的匹配性,基于多頻回歸和小波分析的水資源中長(zhǎng)期調(diào)度模型在模擬精度上具有一定優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】:多頻回歸 小波分析 徑流預(yù)報(bào) 中長(zhǎng)期 水資源調(diào)度
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TV213.4
【目錄】:
- 摘要7-8
- Abstract8-11
- 第一章 緒論11-17
- 1.1 研究背景與研究意義11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展12-15
- 1.2.1 水資源調(diào)度研究進(jìn)展12-13
- 1.2.2 水文預(yù)報(bào)研究進(jìn)展13-15
- 1.3 研究?jī)?nèi)容15-16
- 1.4 技術(shù)路線16-17
- 第二章 基于水文節(jié)律的徑流多頻回歸模型17-21
- 2.1 頻段劃分方法17-18
- 2.2 多頻自回歸模型建模方法18-20
- 2.3 小結(jié)20-21
- 第三章 基于多頻回歸和小波分析的中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)方法21-29
- 3.1 趨勢(shì)性分析21-23
- 3.1.1 滑動(dòng)平均法21-22
- 3.1.2 Mann-Kendall法22-23
- 3.2 小波分析23-26
- 3.2.1 研究進(jìn)展23-25
- 3.2.2 理論方法25-26
- 3.3 周期分析26-27
- 3.3.1 小波變換系數(shù)圖26-27
- 3.3.2 小波方差圖27
- 3.4 預(yù)報(bào)方法27-28
- 3.5 小結(jié)28-29
- 第四章 水資源調(diào)度模型與調(diào)度圖制定29-42
- 4.1 調(diào)度模型29-40
- 4.1.1 理論方法29-31
- 4.1.2 調(diào)度原則31-32
- 4.1.3 模型構(gòu)建32-38
- 4.1.4 求解方法38-40
- 4.2 興利調(diào)度圖制定40-41
- 4.3 小結(jié)41-42
- 第五章 研究區(qū)概況42-49
- 5.1 自然概況42-45
- 5.1.1 自然地理42
- 5.1.2 水文氣象42-45
- 5.1.3 河流水系45
- 5.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)45-46
- 5.3 水資源46-49
- 5.3.1 水資源概況46-47
- 5.3.2 水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀47-49
- 第六章 實(shí)例研究49-67
- 6.1 調(diào)度期與計(jì)算單元49
- 6.2 水資源系統(tǒng)概化49-51
- 6.3 水資源調(diào)度模型構(gòu)建51
- 6.4 徑流預(yù)報(bào)51-61
- 6.4.1 趨勢(shì)分析51-52
- 6.4.2 分頻建模52-56
- 6.4.3 周期分析56-59
- 6.4.4 模型校驗(yàn)59-61
- 6.4.5 調(diào)度期徑流預(yù)報(bào)61
- 6.5 需水預(yù)測(cè)61-62
- 6.6 調(diào)度結(jié)果與分析62-66
- 6.6.1 區(qū)域水資源調(diào)度結(jié)果62-63
- 6.6.2 水庫(kù)調(diào)度過(guò)程線63-66
- 6.7 小結(jié)66-67
- 第七章 結(jié)論與展望67-69
- 7.1 結(jié)論67-68
- 7.2 展望68-69
- 參考文獻(xiàn)69-75
- 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目及論文發(fā)表情況75-76
- 致謝76-77
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:基于多頻回歸和小波分析的水資源中長(zhǎng)期調(diào)度研究及應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):434449
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