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基于BP-DEMATEL算法的冰情预报因子敏感性分析

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水利学报 2022年第9期53卷 1083-1091页

作者：孙亚翡王涛路锦枝周中元中国水利水电科学研究院流域水循环与调控国家重点实验室北京100038 清华大学水利水电工程系北京100084

冰情发展受到水文、气象、水力、河道条件和人类活动等多因子相互作用的影响,获得各影响因子的权重关系是进一步明晰冰情发展演变规律和提高预报精度的基础。本研究提出了基于BP-DEMATEL算法的冰情预报因子敏感性分析模型,应用于黄河内... 详细信息

冰情发展受到水文、气象、水力、河道条件和人类活动等多因子相互作用的影响,获得各影响因子的权重关系是进一步明晰冰情发展演变规律和提高预报精度的基础。本研究提出了基于BP-DEMATEL算法的冰情预报因子敏感性分析模型,应用于黄河内蒙古河段巴彦高勒水文站流凌、封河及开河冰情影响因子的分析中,得到影响冰情演变各因子的权重和不同因子之间的相互耦合关系,明确了冰情预报中关键的影响因子。采用不同权重的因子开展流凌、封河和开河的预报,结果显示利用权重值大、相关性强的预报因子开展冰情预报的预报值与实测值吻合较好。因此本研究提出的BP-DEMATEL模型开展冰情预报因子敏感性分析能够得到合理的权重值。

关键词：冰情相关因子 BP-DEMATEL 神经网络冰情预报

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长距离明渠系统反向输水冰情模拟

水利学报 2015年第7期46卷 877-882页

作者：郭新蕾杨开林杨淑慧付辉流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038 北京市水科学技术研究院北京100044 流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038

针对长距离明渠-闸门-泵站系统冬季反向输水可能出现的冰问题,以南水北调来水调入密云水库调蓄工程为研究对象,升级开发了调水工程冬季输水冰情数值模拟平台。根据实测气象资料和设计资料,对冰情数学模型中的相关参数进行了率定和检验... 详细信息

针对长距离明渠-闸门-泵站系统冬季反向输水可能出现的冰问题,以南水北调来水调入密云水库调蓄工程为研究对象,升级开发了调水工程冬季输水冰情数值模拟平台。根据实测气象资料和设计资料,对冰情数学模型中的相关参数进行了率定和检验。在此基础上,研究了冰期明渠反向安全输水的水力约束条件,通过模拟调蓄工程典型气温年工况下畅流期、冰盖形成期、稳封期、消融期等冰情演变过程,分析了反向输水的输水能力和冰情特性,并与正向冰期输水能力进行了对比。计算表明,通过控制抽水流量使各渠段泵吸水口拦冰（拦污）设施、倒虹吸或闸门位置处断面佛汝德数满足快速成冰的约束条件,可以保证反向输水;典型年气温下沿程冰厚略小于正向输水工况,且形成冰盖时最大水位波动为0.35 m;从冰封起始的12月中旬提前1-2周启动冬季输水运行工况较为适宜。研究成果可供决策管理部门在冰期制定北京多水源联合调度方案时参考。

关键词：明渠反向输水冰情模拟京密引水

基于网络的自适应模糊推理系统在冰情预报中的应用

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水利学报 2012年第1期43卷 112-117页

作者：王涛杨开林郭新蕾付辉中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

本研究将基于网络的自适应模糊推理系统应用在冰情预报中。通过分析基于网络的自适应模糊推理系统的网络结构、水温数据及其相关预报因子的分布特点、隶属度函数个数及预见期对预报结果影响的比较,确定了隶属度函数类型、隶属度函数个... 详细信息

本研究将基于网络的自适应模糊推理系统应用在冰情预报中。通过分析基于网络的自适应模糊推理系统的网络结构、水温数据及其相关预报因子的分布特点、隶属度函数个数及预见期对预报结果影响的比较,确定了隶属度函数类型、隶属度函数个数和预报的预见期。文中以黄河宁蒙河段石嘴山为例,介绍水温预报的应用研究,并将预报水温同实测水温进行比较。通过描述预报值和实测值关系的确定性系数,对预报结果作了分析。结果表明,除了石嘴山水文站2002年预报结果实测值和预报值偏差较大、确定性系数偏小之外,其余预报组次中预报值和实测值均吻合较好,达到甲等预报方案。

关键词： ANFIS 冰情预报水温黄河隶属度函数

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基于卫星观测的辽东湾冰情统计分析

海洋与湖沼 2019年第1期50卷 31-40页

作者：郭东琳赵鹏王彬李亚汝崔凤娟中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100 国家海洋局北海预报中心青岛266061 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室青岛266061 国家海洋局北海信息中心青岛266061

根据渤海6个海洋站的海冰监测及气温观测数据统计,终冰日及冰期可用来表征当年渤海冰情严重程度,在大多数年份冰情与终冰日早晚和冰期长短呈负相关。根据2006/2016年的辽东湾海冰面积及外缘线资料,分析了11年间辽东湾冰情的年变化特征,... 详细信息

根据渤海6个海洋站的海冰监测及气温观测数据统计,终冰日及冰期可用来表征当年渤海冰情严重程度,在大多数年份冰情与终冰日早晚和冰期长短呈负相关。根据2006/2016年的辽东湾海冰面积及外缘线资料,分析了11年间辽东湾冰情的年变化特征,分析结果显示,辽东湾海冰受局地气温影响明显,两者呈较显著的负相关关系。分析结果发现,辽东湾海冰年际变化除受局地气候的影响外,还受太平洋副热带高压(简称副高)、极涡、东亚槽和欧亚环流等气候因子的共同调控,其中受太平洋副高北界位置指数、极涡面积指数、东亚槽强度指数、欧亚纬向环流指数影响最为显著,可作为辽东湾海冰预测的重要因子,此外北极海冰密集度也可以为预测当年冬季辽东湾每月冰情提供依据。

关键词：辽东湾冰情局地气温气候因子北极海冰

辽东湾红沿河附近海域2017—2018年冬季气温-水温-冰情关系研究

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冰川冻土 2022年第5期44卷 1482-1491页

作者：马玉贤王玉於凡许宁袁帅史文奇国家海洋环境监测中心辽宁大连116023 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266000 深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518049

辽东湾是我国冰情最严重海域,每年冬季都会受到海冰的显著影响,冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性,结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型,可实现局地小尺度的冰... 详细信息

辽东湾是我国冰情最严重海域,每年冬季都会受到海冰的显著影响,冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性,结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型,可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据,结合辽东湾大尺度整体冰情(浮冰面积),推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数(浮冰范围与冰厚)的相关关系,提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法,进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示:观测点气温与水温存在明显相关性;浮冰范围与气象数据存在明显相关性,临界温度为-5℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现:水温与块体积法计算冰底热通量时,冰水间的热传递系数取2.2×10^(-5)是可行的;水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题,本文依据水温与气温的相关性,将水温随气温变化划分为结冰区(气温小于-10℃时水温维持冰点附近)、过渡区(气温为-10~-5℃时水温处于-1.4~-0.4℃)、融冰区(气温高于-5℃时水温随气温的增大逐渐增大),进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。

关键词：辽东湾气温水温冰情 HIGHTSI 冰底热通量

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西北寒旱区高坝水库的水温与冰情研究

水力发电学报 2016年第10期35卷 31-39页

作者：周晨阳梁瑞峰肖尧李克锋四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

为探究西部寒旱地区水库修建对水温、冰情的影响,采用垂向一维水温冰情模型及纵向一维水温模型,对黑河黄藏寺水库库区和坝下游河道水温、冰情进行了预测,并与建库前进行了对比和分析。研究结果表明:黄藏寺水库水温结构为分层型,冬季坝... 详细信息

为探究西部寒旱地区水库修建对水温、冰情的影响,采用垂向一维水温冰情模型及纵向一维水温模型,对黑河黄藏寺水库库区和坝下游河道水温、冰情进行了预测,并与建库前进行了对比和分析。研究结果表明:黄藏寺水库水温结构为分层型,冬季坝前水温呈逆温分布,水库的修建对库区及坝下河段冰情程度有一定的弱化,初冰时间较建库前推迟约1个月,冰情持续时间减少约20天,最大冰厚由建库前的0.76 m减小至0.49 m,坝下一定范围内不再有冰情出现;水库泄水出现了一定的春夏季低温水及秋冬季高温水现象,沿程水温在各时段均出现了不同程度的恢复效应。

关键词：数值模拟冰情水温分层逆温分布恢复效果

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海洋冰情预测的径向基函数网络模型

自然灾害学报 2004年第4期13卷 105-108页

作者：杨晓华杨志峰郦建强北京师范大学环境学院北京100875 水利部水利水电规划设计总院北京100011

为了提高非线性时序预测模型的精度,利用自相关技术分析了海洋冰情时序的延迟特性,据此确定了RBF网络的输入、输出向量,给出了MATLAB环境下海洋冰情预测的高精度径向基函数(RBF)神经网络的结构、设计、仿真函数和图形结果的输出方法,建... 详细信息

为了提高非线性时序预测模型的精度,利用自相关技术分析了海洋冰情时序的延迟特性,据此确定了RBF网络的输入、输出向量,给出了MATLAB环境下海洋冰情预测的高精度径向基函数(RBF)神经网络的结构、设计、仿真函数和图形结果的输出方法,建立了海洋冰情预测的高精度RBF网络模型。使用27年的海洋冰情实测资料进行了网络的训练和检验,并将之用于预测,各训练样本的误差为0.0,预测值的精度高于门限自回归模型预测的精度。实例分析表明,所构建的RBF网络模型能充分利用预报因子的信息和神经网络方法的非线性映射能力,模型稳定性好,精度高,可广泛应用于各种自然灾害的非线性时序动态预测。

关键词：冰情时间序列非线性预测径向基函数网络精度

2013—2017年班公湖地区冷季湖泊冰情变化分析——中国西部高寒高海拔地区冰冻圈遥感调查(一)

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国土资源遥感 2019年第3期31卷 209-215页

作者：燕云鹏徐辉刘刚刘建宇中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

开展高寒高海拔区域的湖泊冰情变化分析,对于冷季湖冰通行能力评价、暖季冰碛湖溃决防灾减灾以及湖区下游洪涝灾害预测,均具有重要意义。基于2013—2017年Landsat8陆地成像仪(operational land imager,OLI)传感器获得的遥感数据序列,选... 详细信息

开展高寒高海拔区域的湖泊冰情变化分析,对于冷季湖冰通行能力评价、暖季冰碛湖溃决防灾减灾以及湖区下游洪涝灾害预测,均具有重要意义。基于2013—2017年Landsat8陆地成像仪(operational land imager,OLI)传感器获得的遥感数据序列,选择了班公湖地区4个有代表性的湖泊(区域),开展了冷季湖泊冰情变化分析,调查结果显示班公湖Zone1区和Zone2区作为同一个湖泊,冻结开始时间、封冻时间、解冻开始时间和完全解冻开始时间基本一致。尽管斯潘古尔湖和莫里里湖的湖面海拔比班公湖高,但是冻结过程三者基本一致。斯潘古尔湖解冻比班公湖要晚;而最终的完全解冻开始时间两者基本一致。莫里里湖的解冻开始时间比班公湖要晚0.5~1个月;而完全解冻时间比别的湖泊约晚1个月。

关键词：中国西部高寒高海拔冰冻圈遥感湖泊冰情班公湖

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阿勒泰地区河流冰情特征

干旱区地理 1998年第3期21卷 66-72页

作者：周文盛孟古力别克.俄布拉依汗新疆水利厅阿勒泰水文水资源勘测大队阿勒泰市836500

本文分析了阿勒泰地区主要河流1959～1989年30年间冰情状况，初步总结了河流冰情规律。

关键词：河流冰情阿勒泰地区新疆中国