系统周界的观控模型在淤地坝坝控流域侵蚀研究中的应用

基于系统周界的观控模型及其可观控性定理,把淤地坝坝控流域概化为一个系统进行研究,通过对其输入、输出与内部状态及其之间的关系进行分析,得出了系统周界的观控模型可以对某一输入使其按评价水平的要求进行观控的结论.通过对陕西省榆林市子洲县南部的小河沟流域的石畔峁坝坝控流域进行观控分析,发现该模型在有效的评价水平的指引下,能够对输入该流域的人类活动影响做出分析、判断与调控,从而达到减小流域侵蚀的目的,实现了流域系统的协调稳定发展,开阔了淤地坝研究的思路.     

基于二层规划的流域水资源交易决策模型

对于一个流域而言,解决水资源短缺及污染最为有效的经济手段是建立以流域统一管理为基础,兼顾水权交易和排污权交易的市场体系.在水交易市场运作过程中存在着流域管理机构和具体用户之间的利益矛盾,为此本文构建了以流域管理机构作为流域水资源系统整体计划、控制和协调中心的上层决策者,各用户作为具有相对自主权的下层决策者的决策管理机制,并利用二层规划方法对流域水资源的交易进行建模研究,期望实现流域水资源的最优分配.最后,应用算例验证了模型及求解方法的可行性和有效性.     

回归模型方法与河流流量的估算与分析

通过对渭河20多条支流建立的回归模型及分析,获得了回归方程系数b与河流流域产流能力的关系;回归方程的常数项a与基流估算的关系;以及流域临界降水量与流域水土流失程度的估算.     

基于SE-DEA模型的流域水资源利用效率时空分布及制约因素分析

提高水资源利用效率是解决水资源短缺的有效途径,水资源利用效率研究已成为水科学研究的热点问题.应用SE-DEA模型对流域水资源利用效率进行分析基础上,采用Malmquist指数及其分解模型之一,对流域水资源利用效率开展时空分布分析及制约因素识别分析,并应用于巢湖流域水资源利用效率分析.结果表明,①巢湖流域水资源利用综合效率由上游(西部区域)向下游(东部区域)逐渐降低;②2011-2015年巢湖流域水资源利用效率总体呈衰退趋势,规模效率是巢湖流域水资源效率的主要制约因素,应加大投入,形成流域水资源利用的规模效应,不断提高流域水资源效率,促进巢湖流域水资源可持续利用.     

基于地理加权回归模型的塔里木河流域农业气候资源研究

以塔里木河流域农业气候资源为研究对象,通过收集该流域38个县市地区1995-2014年的气象、地理及经济方面的指标数据,运用R软件对其进行因子分析,得出年平均气温对该流域种植业具有明显的影响.然后,建立了地理加权回归模型,对收集的指标数据进行分析,研究该流域农业气候资源空间聚集与差异.结果表明:农业气候资源对塔河流域农业生产存在明显的空间影响.最后,为流域农作物的合理种植给出建议.     

流域可持续发展系统的协调控制

流域可持续发展是以流域作为特殊区域的一种可持续发展模式,本将流域可持续发展视为一个整体,提出了“流域可持续发展系统”的研究框架,讨论了流域可持续发展系统协调控制的指导原则和协调控制的主要内容,详细研究分析了流域可持续发展系统在技术层次上协调控制的技术路线。     

应力为MOBVE分布强度为指数分布下串联结构可靠度的估计

考虑了应力服从MOBVE分布,强度服从指数分布的应力——强度模型,分别在应力参数未知和强度参数未知情形下给出了该模型在串联系统下可靠度的估计并讨论了其性质.     

基于灰色神经网络模型的水质预测应用研究

将灰色模型和神经网络模型进行组合建立灰色神经网络模型,分别用灰色模型、神经网络模型和组合模型对永定河流域官厅水库断面的水质检测指标DO的浓度值进行模拟预测.结果表明,组合预测模型的模拟预测精度高于两种单一模型的预测精度.     

具有四类故障可修系统解的存在惟一性

研究了具有四类故障且有两个热备器 (Warm Standby)的可修系统模型 .首先对用微分——积分方程描述的模型转换为 6维空间的积分方程形式 ,运用泛函分析 Banach空间下的算子理论 ,证明了此系统非负解的存在惟一性     

基于小波去噪和WNN-ARIMA组合模型的年径流预测

为解决单一的小波神经网络预测精度不高的问题,提出一种新的基于小波去噪和WNN-ARIMA组合模型,应用小波阈值去噪法对小波神经网络的输入值进行预处理,同时对模型残差值进行ARIMA模型修正.利用该组合模型对洮河流域下巴沟站年径流量进行预测,预测趋势和预测值与原始实测数据吻合度高,表明此组合模型可靠性强,可以有效预测年径流量,以期为洮河流域和其他流域的年径流量预测提供新方法,为水利工程建设和水资源优化配置提供依据.     

FLOODING ON THE EEL RIVER: SYSTEM THEORETIC TIME SERIES,TRANSFER FUNCTION TIME SERIES,AND STRUCTURAL MODEL FORECASTS

Three models are developed to forecast precipitation, stream flow, and suspended sediment load for the Middle Fork Eel River basin near Dos Rios, California. The models are a structural model, a transfer function time series model, and a multivariate time series model based on the ideas of linear systems theory. Monthly observations from 1961 through 1970 were used to specify and estimate the models, and their performance was evaluated using 36 observations from 1971 through 1973. The comparisons show that all of the models are able to simulate the general trend of the data fairly well but that the two time series models capture the detail better. The system theoretic time series model fares the best, providing consistently better forecasts of all three series. We conclude that this model would be valuable for use in planning water supply systems in the Eel River basin.     

Emergy-based energy and material metabolism of the Yellow River basin

The Yellow River basin is an opening ecosystem exchanging energy and materials with the surrounding environment. Based on emergy as embodied solar energy, the social energy and materials metabolism of the Yellow River basin is aggregated into emergetic equivalent to assess the level of resource depletion, environmental impact and local sustainability. A set of emergy indices are also established to manifest the ecological status of the total river basin ecosystem.     

Nash bargaining and leader–follower models in water allocation: Application to the Zarrinehrud River basin,Iran

Mathematical models for conflict resolution are very important in integrated water resources and environmental management. This study proposes a new methodology to resolve conflicts among different water users and water suppliers while considering environmental requirements and the system’s constraints. A two-level leader–follower model is applied to maximize the net benefit with the Iran Water Resources Management Company as the leader and agricultural, domestic, and industrial users as followers subject to the system’s constraints. As a comparison, the Nash bargaining solution is also used to find a solution when simultaneous moves are assumed by the participants. The suggested method is then applied to the real case of the Zarrinehrud River basin that is one of the areas facing water shortages in Iran. For the actual optimization, Genetic Algorithm is used in order to avoid local optimum. As the contribution of this study, the results show that benefits for the leader in the leader–follower model increased in comparison with the Nash bargaining solutions.     

基于D-S证据理论的水资源合理配置方案综合评价

由于水资源合理配置具有多目标性、模糊性和不确定性的特点,其方案的综合评价可作为一个数据融合问题.利用改进的D-S证据理论合成公式,并考虑不同指标之间权重,给出了水资源合理配置方案综合评价模型.石羊河流域水资源配置方案评价的实例研究表明,D-S证据理论在水资源合理配置方案评价中有较好的实用性.     

灰关联分析方法用于指标体系的筛选

灰关联分析方法作为一种在指标体系筛选中应用的定量方法 ,实际应用时应注意以下问题 :1要谨慎选择作为母序列的指标 ;2要考虑与总体目标的关系 ,当子序列与总体目标的关系和母序列与总体目标的关系不相一致时 ,在无量纲处理时应采用不同的方法 ;3最好结合其他定量分析方法与定性分析方法来综合筛选指标体系 .文中结合黄河流域水资源可再生性评价指标体系的筛选工作 ,给出了灰关联分析方法的具体应用情况     

地下水与社会经济的协调发展分析模型及其应用

在我国北方水资源短缺的许多地区,发展用水主要是靠加大地下水超采量来维持的,即通过牺牲后备资源和生态环境,地下水资源对国民经济发展做出了重要贡献.但随着地下水资源的枯竭,可能对区域社会经济带来一定影响.为评价这种影响,提出了一个协调发展模型,简单实用,能够反映客观实际.并在海河流域的典型区域进行了实际应用,结果表明许多地区的地下水环境状况相当不容乐观,在发展经济的同时,也应当注意生态环境的保护.     

Basin-wide cooperative water resources allocation

The Cooperative Water Allocation Model (CWAM) is designed within a general mathematical programming framework for modeling equitable and efficient water allocation among competing users at the basin level and applied to a large-scale water allocation problem in the South Saskatchewan River Basin located in southern Alberta, Canada. This comprehensive model consists of two main steps: initial water rights allocation and subsequent water and net benefits reallocation. Two mathematical programming approaches, called the priority-based maximal multiperiod network flow (PMMNF) method and the lexicographic minimax water shortage ratios (LMWSR) technique, are developed for use in the first step. Cooperative game theoretic approaches are utilized to investigate how the net benefits can be fairly reallocated to achieve optimal economic reallocation of water resources in the second step. The application of this methodology to the South Saskatchewan River Basin shows that CWAM can be utilized as a tool for promoting the understanding and cooperation of water users to achieve maximum welfare in a river basin and minimize the potential damage caused by water shortages, through water rights allocation, and water and net benefit transfers among water users under a regulated water market or administrative allocation mechanism.     

集对分析多元模糊评价法在水资源可再生能力评价中应用

水资源可再生能力受多种因素影响,因素间关系错综复杂,水资源可再生能力综合评价是一项复杂的系统工程.以集对分析理论为基础,用新定元准则、主同、超同和同化度等新概念发展集对分析,建立了一种新的流域水资源可再生能力评价模型—集对分析多元模糊评价模型(MFSPAFM).应用该模型对黄河流域及其上、中、下游典型省份的水资源可再生能力进行了综合评价,并与常规集对分析模型和可变模糊等模型评价结果进行了比较.实例应用显示该模型能够真实地反映水资源可再生能力状况,评价结果更符合客观实际.研究表明,集对分析多元模糊评价模型结构简单,计算简洁,可行有效,适用于水资源可再生能力综合评价.