基于可變模糊集理論的徑流預(yù)報方法研究.pdf

1、水庫調(diào)度是緩解我國水資源短缺問題、實現(xiàn)洪水資源化的一項重要非工程措施。而科學(xué)、合理水庫調(diào)度需要建立在充分掌握客觀水文規(guī)律的基礎(chǔ)上。因此，水庫的水文預(yù)報是合理調(diào)度的基礎(chǔ)，是提高水庫的徑流調(diào)節(jié)能力、充分發(fā)揮水庫綜合效益的重要前提。本文以可變模糊集理論為基礎(chǔ)，重點研究了基于可變模糊集理論的徑流中長期推理預(yù)報方法，為提高水庫調(diào)度水平、緩解我國水資源短缺問題提供技術(shù)支持；同時研究了流域洪水模糊可變分類預(yù)報方法；最后是可變模糊集理論中模糊可變評價方

2、法及與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合時的應(yīng)用研究。 主要研究內(nèi)容及成果如下： (1)隸屬度與隸屬函數(shù)是模糊集合論中最重要的概念。在可變模糊集理論中，考慮區(qū)間值的相對隸屬函數(shù)可以合理、簡便地計算模糊集中任意元素對于該模糊集的相對隸屬度。本文通過分析比較，找出了它與傳統(tǒng)的線性模糊分布函數(shù)之間的區(qū)別與聯(lián)系，即傳統(tǒng)的模糊分布函數(shù)是考慮區(qū)間值的相對隸屬函數(shù)的一些特例，考慮區(qū)間值的相對隸屬函數(shù)在描述模糊現(xiàn)象的模糊性時更具有普遍適用性。同時指出了

3、應(yīng)用考慮區(qū)間值的相對隸屬函數(shù)時應(yīng)當(dāng)注意的問題，為接下來的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 (2)提出了基于級別特征值的徑流中長期預(yù)報單要素模糊推理方法，使已有的水文氣象單要素模糊推理法得到了改進。方法應(yīng)用可變模糊集理論中考慮區(qū)間值的相對隸屬度函數(shù)來確立模糊子集的隸屬函數(shù)，增強了模糊推理預(yù)報方法的理論基礎(chǔ)；采用待預(yù)報徑流級別特征值建立推理預(yù)報模式，避免了由于劃分徑流級別數(shù)目不合適造成的大量重復(fù)計算。詳細介紹了方法的基本原理及步驟，并通過實例研究對

4、其進行了驗證。 (3)在深入研究了基于相似關(guān)系的近似推理法基礎(chǔ)上，提出了考慮預(yù)報因子權(quán)重的徑流中長期預(yù)報模糊推理法，豐富了水文中長期預(yù)報模糊推理方法；為說明方法的基本原理及步驟，驗證方法的合理性和有效性，將其應(yīng)用于大伙房水庫年徑流檢驗預(yù)報。從檢驗預(yù)報結(jié)果看出：考慮預(yù)報因子權(quán)重的預(yù)報結(jié)果好于不考慮預(yù)報因子權(quán)重(等權(quán)重)的預(yù)報結(jié)果，表明在徑流中長期預(yù)報中，考慮預(yù)報因子對待預(yù)報徑流影響的差異是十分必要的。 (4)為嘗試研究徑流

5、中長期預(yù)報方法中存在的可變因素對預(yù)報信息的影響，以陳守煜教授提出的可變模糊集理論為基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，提出了基于相似關(guān)系的徑流中長期預(yù)報模糊可變推理方法，分析了方法中存在的可變參數(shù)。在實例研究中，對可變參數(shù)進行了六種組合變換，在不同的組合變換方式下分別進行了大伙房水庫年徑流預(yù)報檢驗，得到了多種預(yù)報信息。通過綜合分析各種預(yù)報信息之間的異同，確定最終的預(yù)報結(jié)果及其可靠程度，可用于指導(dǎo)水庫調(diào)度決策。 (5)以可變模糊集理論為基礎(chǔ)，提出一種

6、考慮分類指標區(qū)間值的流域洪水分類方法——模糊可變分類方法。該方法可根據(jù)洪水發(fā)生的前期特征，合理、簡便地將洪水進行分類，按類別優(yōu)選模型參數(shù)、預(yù)報未來洪水過程，以提高流域洪水預(yù)報水平，為預(yù)報實時校正和水庫調(diào)度提供較準確的參考信息；給出了相應(yīng)的應(yīng)用研究，應(yīng)用研究結(jié)果驗證了方法合理性和有效性。 (6)可變模糊集理論中模糊可變評價方法可以很好地對評價標準為區(qū)間形式的問題進行綜合評價。作為可變模糊集理論研究及在水文水資源領(lǐng)域應(yīng)用的擴展，本文