湟水流域徑流演變規(guī)律與預測方法研究
發(fā)布時間:2021-01-11 13:19
近年來隨著全球氣候變化加劇與人類活動影響導致湟水河流域徑流量有逐年減少的趨勢。面對這樣的境況,我們必須要提前做好各種分析預測,以更好的掌控徑流的變化提前做好準備工作。本論文以湟水河四個主要水文站點(石崖莊站、西寧站、樂都站、民和站)的實測年徑流量數據作為研究對象,應用傳統方法(累計距平法、小波分析、Mann-Kendall檢驗、T檢驗等方法)與時頻分析方法(經驗模態(tài)分解,EMD)分析其年內年際變化特征、豐枯特性、周期特性、趨勢特性、突變特性;在徑流預測部分使用支持向量機(SVM)、EMD+SVM、改進EMD+SVM三種方法進行預測,并通過相對誤差大小比較三種方法預測效果。結果得出:湟水流域枯水年較多且持續(xù)時間長,使用傳統方法得出徑流存在5、15、30年的周期變化,徑流量呈現出下降趨勢,2000年以后徑流下降趨勢減弱;使用時頻方法(EMD)得出徑流存在3.08、7.3、11.5、33年的周期變化,該周期更加接近太陽黑子周期(11.5年)與厄爾尼諾現象周期(2-7年)。三種預測方法中SVM單獨預測相對誤差在13.5%左右,預測點精度最小為4.70%,最大為22.58%;EMD+SVM的相對...
【文章來源】:青海大學青海省 211工程院校
【文章頁數】:78 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現狀
1.2.1 徑流演變規(guī)律研究現狀
1.2.2 徑流預測方法研究現狀
1.3 本文的研究工作
1.4 技術路線及創(chuàng)新點
1.4.1 技術路線
1.4.2 創(chuàng)新點
第2章 湟水流域概況
2.1 基本概況
2.2 資料三性審查
2.2.1 一致性審查
2.2.2 資料代表性審查
2.2.3 資料可靠性審查
2.3 徑流的年內年際變化特征
2.4 本章小結
第3章 湟水流域徑流變化特性分析
3.1 豐枯特性
3.2 周期特性
3.2.1 小波分析
3.2.2 四站周期
3.3 趨勢特性
3.3.1 Mann-kendall非參數檢驗法
3.3.2 趨勢分析
3.4 突變特性
3.5 應用EMD方法
3.5.1 方法介紹
3.5.2 EMD分解
3.5.3 周期分析
3.5.4 趨勢分析
3.6 本章小結
第4章 改進經驗模態(tài)分解算法
4.1 經驗模態(tài)分解自身問題簡介
4.2 模態(tài)混疊的成因
4.2.1 間斷事件干擾
4.2.2 密集模態(tài)相互作用
4.3 模態(tài)混疊的解決辦法
4.3.1 CEEMD分解
4.3.2 信號調頻變換
4.3.3 信號調頻+CEEMD方法
4.4 本章小結
第5章 改進EMD與支持向量機耦合預測模型
5.1 支持向量機
5.1.1 問題描述
5.1.2 算法描述
5.1.3 核函數
5.2 預測方法選擇
5.3 預測結果對比
5.3.1 SVM單獨預測
5.3.2 EMD+SVM耦合模型預測
5.3.3 改進EMD+SVM耦合模型預測
5.3.4 分析比較
5.4 本章小結
第6章 結論與展望
6.1 主要研究結論
6.2 不足與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于改進經驗模態(tài)分解的HHT密集模態(tài)識別方法[J]. 榮欽彪,劉昉,宿策. 計算機應用研究. 2018(12)
[2]基于神經網絡理論的開河期冰壩預報研究[J]. 王濤,劉之平,郭新蕾,付輝,劉文斌. 水利學報. 2017(11)
[3]EMD密集模態(tài)識別研究及在電站廠房中的應用[J]. 榮欽彪,劉昉,宿策,康宏志. 水力發(fā)電學報. 2017(06)
[4]湟水河流域近50年來農業(yè)氣候資源變化[J]. 劉義花,周強,魯延榮,李紅梅. 中國農學通報. 2016(12)
[5]不同組合小波神經網絡模型對徑流預測的適用性[J]. 彭欣怡,于國榮,張代青. 人民長江. 2015(24)
[6]集合經驗模態(tài)分解下中國新疆降水變化趨勢的區(qū)域特征[J]. 劉天虎,劉天龍. 沙漠與綠洲氣象. 2015(04)
[7]水文氣象序列趨勢分析與變異診斷的方法及其對比[J]. 張應華,宋獻方. 干旱區(qū)地理. 2015(04)
[8]M-K和滑動T確定穆棱河流域徑流變化突變時間[J]. 劉琦,孫冰心. 黑龍江水利. 2015(07)
[9]基于集合經驗模態(tài)分解和自回歸滑動平均的某碾壓混凝土重力壩變形預測模型及應用[J]. 梁嘉琛,趙二峰,張秀山,孔慶梅,蘭石發(fā). 水電能源科學. 2015(03)
[10]解相關EMD:消除模態(tài)混疊的新方法[J]. 肖瑛,殷福亮. 振動與沖擊. 2015(04)
博士論文
[1]EMD算法研究及其在信號去噪中的應用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學 2010
[2]支持向量機算法及其應用研究[D]. 張國云.湖南大學 2006
[3]小波分析及其應用研究[D]. 衡彤.四川大學 2003
碩士論文
[1]水文時間序列周期分析方法的研究[D]. 趙利紅.河海大學 2007
本文編號:2970839
【文章來源】:青海大學青海省 211工程院校
【文章頁數】:78 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現狀
1.2.1 徑流演變規(guī)律研究現狀
1.2.2 徑流預測方法研究現狀
1.3 本文的研究工作
1.4 技術路線及創(chuàng)新點
1.4.1 技術路線
1.4.2 創(chuàng)新點
第2章 湟水流域概況
2.1 基本概況
2.2 資料三性審查
2.2.1 一致性審查
2.2.2 資料代表性審查
2.2.3 資料可靠性審查
2.3 徑流的年內年際變化特征
2.4 本章小結
第3章 湟水流域徑流變化特性分析
3.1 豐枯特性
3.2 周期特性
3.2.1 小波分析
3.2.2 四站周期
3.3 趨勢特性
3.3.1 Mann-kendall非參數檢驗法
3.3.2 趨勢分析
3.4 突變特性
3.5 應用EMD方法
3.5.1 方法介紹
3.5.2 EMD分解
3.5.3 周期分析
3.5.4 趨勢分析
3.6 本章小結
第4章 改進經驗模態(tài)分解算法
4.1 經驗模態(tài)分解自身問題簡介
4.2 模態(tài)混疊的成因
4.2.1 間斷事件干擾
4.2.2 密集模態(tài)相互作用
4.3 模態(tài)混疊的解決辦法
4.3.1 CEEMD分解
4.3.2 信號調頻變換
4.3.3 信號調頻+CEEMD方法
4.4 本章小結
第5章 改進EMD與支持向量機耦合預測模型
5.1 支持向量機
5.1.1 問題描述
5.1.2 算法描述
5.1.3 核函數
5.2 預測方法選擇
5.3 預測結果對比
5.3.1 SVM單獨預測
5.3.2 EMD+SVM耦合模型預測
5.3.3 改進EMD+SVM耦合模型預測
5.3.4 分析比較
5.4 本章小結
第6章 結論與展望
6.1 主要研究結論
6.2 不足與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于改進經驗模態(tài)分解的HHT密集模態(tài)識別方法[J]. 榮欽彪,劉昉,宿策. 計算機應用研究. 2018(12)
[2]基于神經網絡理論的開河期冰壩預報研究[J]. 王濤,劉之平,郭新蕾,付輝,劉文斌. 水利學報. 2017(11)
[3]EMD密集模態(tài)識別研究及在電站廠房中的應用[J]. 榮欽彪,劉昉,宿策,康宏志. 水力發(fā)電學報. 2017(06)
[4]湟水河流域近50年來農業(yè)氣候資源變化[J]. 劉義花,周強,魯延榮,李紅梅. 中國農學通報. 2016(12)
[5]不同組合小波神經網絡模型對徑流預測的適用性[J]. 彭欣怡,于國榮,張代青. 人民長江. 2015(24)
[6]集合經驗模態(tài)分解下中國新疆降水變化趨勢的區(qū)域特征[J]. 劉天虎,劉天龍. 沙漠與綠洲氣象. 2015(04)
[7]水文氣象序列趨勢分析與變異診斷的方法及其對比[J]. 張應華,宋獻方. 干旱區(qū)地理. 2015(04)
[8]M-K和滑動T確定穆棱河流域徑流變化突變時間[J]. 劉琦,孫冰心. 黑龍江水利. 2015(07)
[9]基于集合經驗模態(tài)分解和自回歸滑動平均的某碾壓混凝土重力壩變形預測模型及應用[J]. 梁嘉琛,趙二峰,張秀山,孔慶梅,蘭石發(fā). 水電能源科學. 2015(03)
[10]解相關EMD:消除模態(tài)混疊的新方法[J]. 肖瑛,殷福亮. 振動與沖擊. 2015(04)
博士論文
[1]EMD算法研究及其在信號去噪中的應用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學 2010
[2]支持向量機算法及其應用研究[D]. 張國云.湖南大學 2006
[3]小波分析及其應用研究[D]. 衡彤.四川大學 2003
碩士論文
[1]水文時間序列周期分析方法的研究[D]. 趙利紅.河海大學 2007
本文編號:2970839
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