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基于CA-Markov模型的淮河流域土地利用变化研究 被引量：4
1
作者 刘赛艳 张永江 +2 位作者 解阳阳 张钦 席海潮 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第1期52-59,96,共9页
【目的】研究淮河流域土地利用变化特征并预测淮河流域2030年土地利用变化,实现流域土地资源的合理开发利用。【方法】基于淮河流域1990—2020年共7期的土地利用数据,采用土地利用转移矩阵和土地利用动态度分析淮河流域土地利用变化特... 【目的】研究淮河流域土地利用变化特征并预测淮河流域2030年土地利用变化,实现流域土地资源的合理开发利用。【方法】基于淮河流域1990—2020年共7期的土地利用数据,采用土地利用转移矩阵和土地利用动态度分析淮河流域土地利用变化特征。基于元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)模型模拟淮河流域2010和2015年的土地利用格局,并在满足一定的精度条件下,预测淮河流域2030年的土地利用变化趋势。【结果】(1)耕地和建设用地面积占淮河流域土地利用面积的80%以上,是淮河流域最主要的两种土地利用类型;(2)耕地的减少和建设用地的持续扩张是淮河流域1990—2020年土地利用最为明显的变化特征;(3)基于CA-Markov模型模拟的2010年和2015年土地利用的Kappa系数分别为0.937和0.944,模拟精度较高;(4)预测的淮河流域2030年土地利用变化显示:耕地的减少和建设用地的扩张仍然是主要趋势,但二者变化幅度放缓,林地和草地的变化不显著,水域面积继续增加。【结论】淮河流域建设用地大幅度扩张以及耕地面积持续减少应引起重视,基于CA-Markov模型模拟的2030年土地利用变化可为流域未来土地利用开发提供参考。 展开更多
关键词 土地利用 CA-Markov模型 转移矩阵 Kappa系数 淮河流域
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年径流丰枯分类方法的效果研究 被引量：3
2
作者 解阳阳 黄成剑 +2 位作者 刘赛艳 方红远 沈腾 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第2期95-103,共9页
研究年径流丰枯分类方法的效果,对流域水文分析和水资源管理具有重要意义。从年径流过程相似性、总量差异性、分布均匀性等3个方面,定义了3个对应的丰枯分类效果评价指标,即相似指数、差异指数和均布指数。根据所采用的丰枯分类指数,将... 研究年径流丰枯分类方法的效果,对流域水文分析和水资源管理具有重要意义。从年径流过程相似性、总量差异性、分布均匀性等3个方面,定义了3个对应的丰枯分类效果评价指标,即相似指数、差异指数和均布指数。根据所采用的丰枯分类指数,将年径流丰枯分类方法划分为综合指数型、关系指数型和综合关系指数型等3类,并从3类方法中各选取3种代表方法。以黑河流域莺落峡站为例,利用选取的9种代表方法对该站年径流进行丰枯分类,分析不同方法的丰枯分类效果。结果表明:丰枯分类结果对所采用分类方法的种类及内部参数很敏感,不同方法的分类结果差异明显,相同方法的分类效果也可能因地而异;定义的3种评价指标可以反映不同方法的分类效果,丰枯类别分布均匀化有利于改善分类效果;总体而言,综合关系指数型方法的分类效果最好,综合指数型方法次之,关系指数型方法最差;当年径流量和年径流过程的一致性较好时,常规方法相比综合评价方法可能具有更好的分类效果。研究结果可为合理划分流域年径流丰枯状态提供科学依据。 展开更多
关键词 年径流 丰枯分类 分类效果 评价指标 黑河流域
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基于优势比较法的水利工程方案优选 被引量：1
3
作者 刘赛艳 解阳阳 +1 位作者 黄强 王义民 《人民珠江》 2019年第1期116-120,145,共6页
为解决多指标方案的优选问题,进一步丰富方案优选方法类型,提出了优势比较法。从评价指标体系中剔除无用指标,对其余指标进行归一化和加权处理,形成方案集的决策矩阵;根据方案优选的确定性和一致性要求,提出方案相对优势的概念,确立方... 为解决多指标方案的优选问题,进一步丰富方案优选方法类型,提出了优势比较法。从评价指标体系中剔除无用指标,对其余指标进行归一化和加权处理,形成方案集的决策矩阵;根据方案优选的确定性和一致性要求,提出方案相对优势的概念,确立方案相对优势的计算方法,建立方案集的优劣判定矩阵,对不同方案进行优劣排序。水利工程方案优选案例表明:优势比较法计算简便,能够确定可信的最优方案。因此,该方法可与其他评价方法相互佐证,为水利工程方案优选提供更充分的决策依据。 展开更多
关键词 水利工程 方案优选 综合评价 指标归一化 优势比较法
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基于交叉验证法与马尔科夫链的年径流丰枯分类可靠性研究 被引量：2
4
作者 张钦 刘赛艳 +1 位作者 解阳阳 席海潮 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期90-99,121,共11页
【目的】提出一种用于检验年径流丰枯分类可靠性的方法,为划分流域年径流丰枯类别提供科学依据。【方法】从稳定性和可预测性2个方面分析年径流丰枯分类的可靠性,提出基于交叉验证法和马尔科夫链的检验方法;以常用的均值标准差法、灰色... 【目的】提出一种用于检验年径流丰枯分类可靠性的方法,为划分流域年径流丰枯类别提供科学依据。【方法】从稳定性和可预测性2个方面分析年径流丰枯分类的可靠性,提出基于交叉验证法和马尔科夫链的检验方法;以常用的均值标准差法、灰色关联分析法和集对分析法为代表,采用交叉验证法和马尔科夫链分别研究各方法所得分类结果的稳定性和可预测性;建立分类差异指数和转移概率差值,用于评价不同分类方法划分年径流丰枯类别的稳定性和可预测性;最后以黄河上游唐乃亥站1956—2021年的年径流序列为例进行验证。【结果】(1)基于交叉验证法和马尔科夫链,不同分类方法得到的年径流丰枯状态均存在差异,表明不同分类方法划分和预测年径流丰枯状态的稳定性和可预测性不同。(2)对唐乃亥站而言,分类差异指数表明GRA法的稳定性最好,SPA法其次,MSD法最差;转移概率差值表明GRA法的可预测性最好,SPA法其次,MSD法最差。(3)综合考虑各分类方法的稳定性和可预测性,对唐乃亥站而言,GRA法划分年径流丰枯状态最为可靠,SPA法其次,MSD法最差。【结论】不同年径流丰枯分类方法在同一流域存在可靠性差异,基于交叉验证法和马尔科夫链的方法能够有效检验各分类方法所得结果的可靠性。 展开更多
关键词 丰枯分类可靠性 交叉验证 马尔科夫链 灰色关联分析 集对分析
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课程思政背景下水利专业核心课程的教学改革与探索
5
作者 刘赛艳 解阳阳 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期I0011-I0011,共1页
推进中国特色水利现代化伟大事业不断发展,需要加强水利类专业课程思政建设,贯彻落实立德树人的根本任务,不断提升水利人才培养质量。《水文水利计算》是水文与水资源工程及相关专业学科的基础专业核心课程,课程贴近工程实践,侧重实际... 推进中国特色水利现代化伟大事业不断发展,需要加强水利类专业课程思政建设,贯彻落实立德树人的根本任务,不断提升水利人才培养质量。《水文水利计算》是水文与水资源工程及相关专业学科的基础专业核心课程,课程贴近工程实践,侧重实际应用。 展开更多
关键词 专业核心课程 水文水利计算 课程思政 水文与水资源工程 水利现代化 立德树人 专业学科 教学改革与探索
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基于EOF的淮河流域潜在蒸散发时空演变特征研究
6
作者 刘赛艳 张以弛 +1 位作者 胡嘉玮 解阳阳 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期264-273,共10页
[目的]揭示流域潜在蒸散发(ET_(0))时空演变规律,阐明淮河流域ET_(0)变化的主要原因,为淮河流域水资源管理、干旱评估及农业用水评估和规划等提供参考研究。[方法]基于淮河流域内及其周边29个气象站点1960—2020年逐日实测气象数据,采用... [目的]揭示流域潜在蒸散发(ET_(0))时空演变规律,阐明淮河流域ET_(0)变化的主要原因,为淮河流域水资源管理、干旱评估及农业用水评估和规划等提供参考研究。[方法]基于淮河流域内及其周边29个气象站点1960—2020年逐日实测气象数据,采用Penman-Monteith公式、Mann-Kendall法研究了ET_(0)的基本变化趋势,并运用经验正交函数分解法(EOF)分解了流域各站点组成的ET_(0)矩阵,得到流域年和四季ET_(0)气象场的时空分布结构,通过分析典型分布模态对应的时间系数揭示了流域ET_(0)气象场的变化规律。[结果]流域年ET_(0)多年均值为858.4 mm,除春季外,其他三季和年ET_(0)均呈下降趋势。流域年ET_(0)整体以同增同减、流域西北和东南区域反相变化两种空间分布模态为主,其中,模态一以1980年为界,有从“全流域高ET_(0)”的空间分布形式转变为“全流域低ET_(0)”的显著变化趋势;模态二也有从“西北ET_(0)偏高东南ET_(0)偏低”向“西北ET_(0)偏低东南ET_(0)偏高”的显著变化趋势。流域四季ET_(0)整体以同增同减的空间分布为主,流域年ET_(0)空间分布模态的转变主要是由夏季ET_(0)的空间模态转变造成的。[结论]淮河流域ET_(0)时空变化存在明显的季节和区域性差异,夏季ET_(0)对年ET_(0)的变化贡献率最大,显著减少的日照时数和风速是导致流域存在“蒸发悖论”的主要原因,未来可针对性地加强夏季蒸散发的实际观测和研究。 展开更多
关键词 淮河流域 潜在蒸散发 经验正交函数 时空分布
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南水北调受水区工业需水量的多方法组合预测
7
作者 毛青 解阳阳 +2 位作者 刘赛艳 席海潮 高峥 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期51-58,66,共9页
以南水北调东线江苏段受水区为对象,2020年为现状年,在趋势法、多元线性回归和BP神经网络的基础上,利用相对误差-反距离权重法构建了一种组合模型。采用该组合模型预测江苏段受水区2030年工业需水量。结果表明:基于趋势法、多元线性回归... 以南水北调东线江苏段受水区为对象,2020年为现状年,在趋势法、多元线性回归和BP神经网络的基础上,利用相对误差-反距离权重法构建了一种组合模型。采用该组合模型预测江苏段受水区2030年工业需水量。结果表明:基于趋势法、多元线性回归和BP神经网络所得的工业需水量预测值之间的偏差均小于10%,各单一方法与真实值之间的平均误差均小于10%;组合预测模型所得工业需水量的决定系数(R^(2))比单一需水预测模型高0.02~0.09;江苏段受水区2030年工业需水总量预测值为14.68×10^(8) m^(3),相比现状年工业需水总量增加了70.3%。研究成果不仅可为南水北调东线江苏段受水区提供可靠的工业需水量预测数据,也可为其他南水北调受水区工业需水量预测提供方法借鉴。 展开更多
关键词 工业需水预测 趋势法 回归分析法 BP神经网络 南水北调江苏段受水区
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基于IMOCS算法的跨流域水资源多目标优化调配
8
作者 席海潮 解阳阳 +4 位作者 刘赛艳 毛青 张钦 胡华清 刘辰烨 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期946-958,共13页
为有效求解跨流域水资源多目标优化调配问题,提出一种改进多目标布谷鸟算法(improved multi-objective cuckoo search algorithm,IMOCS)。针对多目标布谷鸟优化算法(multi-objective cuckoo search algorithm,MOCS)收敛速度慢、容易陷... 为有效求解跨流域水资源多目标优化调配问题,提出一种改进多目标布谷鸟算法(improved multi-objective cuckoo search algorithm,IMOCS)。针对多目标布谷鸟优化算法(multi-objective cuckoo search algorithm,MOCS)收敛速度慢、容易陷入局部最优解的缺点,引入混沌理论和变异机制,采用自适应发现概率和步长改进MOCS,形成IMOCS算法。以南水北调东线工程江苏段为例,构建跨流域水资源多目标调配模型,分别采用IMOCS和MOCS求解模型,并运用基于组合赋权的非负矩阵分解法对2种算法所得的Pareto解集进行评价。结果表明:IMOCS在收敛性、多样性和综合性能方面优于MOCS,能够得到更高质量的Pareto解集;相较于50%、75%和95%来水频率下的MOCS所求解的最优配置方案,IMOCS所求解的最优配置方案缺水总量减少0.21亿、0.51亿和0.07亿m~3,损失水量分别减少了0.13亿、1.53亿和1.11亿m~3。因此,IMOCS可为跨流域水资源多目标优化配置计算提供有效的算法参考。 展开更多
关键词 改进多目标布谷鸟算法 多目标优化 水资源优化配置 南水北调东线工程江苏段
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径流变异对黑河流域上游径流统计特征与频率分析的影响 被引量：1
9
作者 席海潮 解阳阳 +3 位作者 刘赛艳 黄成剑 沈腾 张钦 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期75-85,共11页
【目的】受环境变化的影响,流域径流表现出显著的变异特征,研究径流统计特征和频率分析对水资源规划和水利工程的建设具有重要意义。【方法】以黑河流域上游年径流量和年最大洪峰流量为研究对象,分别采用定点变宽窗口(A型窗口)和变点定... 【目的】受环境变化的影响,流域径流表现出显著的变异特征,研究径流统计特征和频率分析对水资源规划和水利工程的建设具有重要意义。【方法】以黑河流域上游年径流量和年最大洪峰流量为研究对象,分别采用定点变宽窗口(A型窗口)和变点定宽窗口(B型窗口)2种分析窗口截取的径流序列(窗口序列)进行分析,利用优化适线法分析窗口序列的统计特征,并推求径流设计值。应用线性趋势分析法、MMK检验法和启发式分割法对窗口序列进行趋势和突变分析。【结果】(1)年径流量估计参数Ex在A、B型窗口分析中呈显著增加趋势并存在突变,Cv在A型窗口分析中呈显著增加趋势,在B型窗口分析中存在突变。Cs在B型窗口分析中存在突变。年径流量不同频率设计值在A、B型窗口分析中呈显著增加趋势并存在突变。(2)年最大洪峰估计参数Cv在A型窗口分析中存在突变,Ex在B型窗口分析中存在突变,Cs在B型窗口分析中呈显著增加趋势并存在突变。年最大洪峰不同频率设计值在A型窗口分析中存在增加趋势但不显著并存在突变,在B型窗口分析中存在显著增加趋势和突变。【结论】当径流过程发生变异时,在径流序列足够长的情况下,径流序列的长度越长,越能削弱径流序列波动性对径流序列统计特征和频率分析的影响。对于波动剧烈的径流序列,更应该使用长序列进行水文频率分析。 展开更多
关键词 时变特征 频率分析 趋势检验 启发式分割法 黑河流域
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