Neuro-fuzzy models employing wavelet analysis for suspended sediment concentration prediction in rivers     

Seyed Ahmad Mirbagheri  Taher Rajaee  Amir Alikhani 《水文科学杂志》2013,58(7):1175-1189

Abstract

The study of sediment load is important for its implications to the environment and water resources engineering. Four models were considered in the study of suspended sediment concentration prediction: artificial neural networks (ANNs), neuro-fuzzy model (NF), conjunction of wavelet analysis and neuro-fuzzy (WNF) model, and the conventional sediment rating curve (SRC) method. Using data from a US Geological Survey gauging station, the suspended sediment concentration predicted by the WNF model was in satisfactory agreement with the measured data. Also the proposed WNF model generated reasonable predictions for the extreme values. The cumulative suspended sediment load estimated by this model was much higher than that predicted by the other models, and is close to the observed data. However, in the current modelling, the ANN, NF and SRC models underestimated sediment load. The WNF model was successful in reproducing the hysteresis phenomenon, but the SRC method was not able to model this behaviour. In general, the results showed that the NF model performed better than the ANN and SRC models.

Citation Mirbagheri, S. A., Nourani, V., Rajaee, T. & Alikhani, A. (2010) Neuro-fuzzy models employing wavelet analysis for suspended sediment concentration prediction in rivers. Hydrol. Sci. J. 55(7), 1175–1189.  相似文献   

用多层感知器模型由吸收光谱反演浮游植物色素   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

周雯  曹文熙  王桂芬  梁少君  赵俊  孙兆华 《热带海洋学报》2010,29(2):46-51

浮游植物吸收光谱已逐渐成为高光谱水色遥感的可获取参量。文章采用了多层感知器模型, 由珠江口担杆群岛附近水体的浮游植物吸收光谱进行了色素浓度的反演, 感知器的输入量是浮游植物吸收光谱, 输出量分别对应叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、光保护类胡萝卜素和非光保护类胡萝卜素五大类主要色素的浓度。分析结果表明, 叶绿素a和叶绿素c估算结果的平均相对偏差比较低, 在测试数据集中两者的偏差分别为19.06%和15.90%; 光保护类胡萝卜素和非光保护类胡萝卜素的估算浓度的相对偏差比较高, 对于测试数据而言, 分别为37.62%和36.96%; 叶绿素b浓度在测试数据集中的估算相对偏差约为27.47%。五大类色素在测试数据集和训练数据集的估算偏差比较接近, 已训练好的多层感知器可用于担杆岛水体中色素信息的反演。同时, 此色素反演方法也为遥感监测水体浮游植物种群动态提供了重要的手段。  相似文献   

Multi-scale Characteristics and Comprehensive Evaluation of Precipitation Heterogeneity in Guangxi     

Xinchang Xie  Yunchuan Yang  Yi Tian  Liping Liao  Junpei Wei  Jinyu Zhou  Lihua Chen 《地球科学进展》2019,34(11):1152-1164

Aiming at the uneven spatial and temporal distribution of precipitation and frequent occurrence of drought and waterlogging disasters in Guangxi, the multi-scale characteristics and comprehensive evaluation of precipitation heterogeneity can provide scientific support for regional response to drought and waterlogging disasters and intelligent management of water resources. Based on the daily precipitation data of 87 grid points from 1961 to 2017 in Guangxi, the Precipitation Concentration Degree (PCD) and Precipitation Concentration Period (PCP) index were used to build day, pentad, ten days, month, season precipitation heterogeneity of multiple time scale level evaluation system. By using R/S analysis and geographical spatial analysis methods, the space-time evolution characteristics and climate division in Guangxi were discussed. The study showed that the spatial and temporal variation characteristics of PCD and PCP at the diurnal, synoptic and monthly scales were relatively consistent, and the heterogeneity of precipitation in Guangxi could be better expressed than that at the monthly and seasonal scales. The diachronic change of PCD in precipitation in Guangxi shows an increasing trend in northeast China and a decreasing trend in southwest China, and the trend of its future period is the same as the diachronic evolution. The spatial distribution of PCD in Guangxi has significant spatial autocorrelation and stratification heterogeneity, which are mainly reflected in the mean value, coefficient of variation and frequency of PCD. The comprehensive heterogeneity of precipitation in Guangxi is highly dispersed in the northeast, highly concentrated in the south, and slightly concentrated or dispersed in the northwest and central regions. The time-scale within a month is the best scale to express the non-uniformity of precipitation in Guangxi. If the advantages of more stable climatic and ten-day scales and more fine daily scales are taken into account, the use of climatic scale for daily sliding calculation and analysis will be the best way.  相似文献   

Effect of Compaction Degree on Solidification Characteristics of Pb‐Contaminated Soil Treated by Cement          下载免费PDF全文

Qiang Xue  Jiang‐shan Li  Lei Liu 《洁净——土壤、空气、水》2014,42(8):1126-1132

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分层水体对表层辐照度比影响的蒙特卡罗分析     

黄二辉  杨燕明 《热带海洋学报》2012,31(1):42-49

众多海洋观测数据表明,在真光层深度范围内,海水固有光学特性和光学有效组分的剖面分层分布是广泛存在的,而很多遥感反演模型的建立基于均一分布假设,尤其是在经验模型的建立中,往往只利用某一深度或各深度平均的光学有效组分浓度与水体光谱的统计关系。文章通过模拟平静水面水下光的辐射传输,分别研究了叶绿素、无机悬浮物浓度垂直分布结构对水下辐照度比的影响,并对比了两类分层水体权重函数等效浓度计算式及相应水下辐照度比,结果表明,对于分层水体,透射深度和层化强度是影响等效浓度值计算误差的主要因素,透射越深,表层层化越强,水体层化对水下辐照度比的影响就越大,但其计算误差也越大。Gondon等效浓度计算结果比较接近实际值,而Zaneveld计算式则高估了分层水体的等效浓度值。  相似文献   

夏季北黄海水体浊度分布特征的初步研究     

王勇智  乔璐璐  鲍献文  李真 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2012,42(6):1-8

应用2007月7月国家908专项北黄海区块水体调查获取的浊度资料,与同步获得的悬浮物质量浓度进行拟合分析,结果表明,中底层水的相关系数在0.94以上,表层相关度较差.根据调查海域浊度的水平大面分布及选取的6个典型断面的垂直分布,初步阐述了夏季北黄海水体浊度的分布特征——近岸高和底层高,山东半岛北部沿岸、成山角海域和老铁山水道以及庄河河口附近海域为高浊度区.夏季北黄海冷水团对水体浊度分布具有控制性影响:调查海域水体垂向层结稳定,北黄海冷水团海域中下层表现为高盐、低温、高密特征,水体浊度小,且浊度锋面的分布与温度较为相近.同时,夏季北黄海冷水团对悬浮物的分布起到了屏障作用——在山东半岛北部沿岸和辽东半岛南部沿岸阻止了近岸悬浮物的经向输送,而在山东半岛东部沿岸则阻止了近岸悬浮物的纬向输送.  相似文献   

基于水色遥感的黄、东海叶绿素a浓度季节和年际变化特征分析   总被引：2，自引：1，他引：1  

郑小慎  魏皓  王玉衡 《海洋与湖沼》2012,43(3):649-654

海洋叶绿素a浓度是衡量海洋浮游植物的生物量和富营养化程度的最基本指标之一。黄、东海叶绿素a浓度年际变化显著,其影响因素需深入分析。本文依据黄、东海的地理位置、水深和生态特征将其分为5个区域进行研究。由5个区域叶绿素a浓度的季节变化可以看出,水华发生早晚依次是黄海西岸—北黄海中部—南黄海中部—东海陆架区—东海近岸海区。从年际变化可以看出,除东海陆架外,其它4个区域的变化幅度均较大。在冬季和夏季,5个区域的基础生物量在2008年均达到最低;在春季和秋季,黄、东海近岸和北黄海中部的年际变化较大,5个区域在2006年春季均达到最高;2009年秋季较其它年份均低。5个区域基础生物量由高到低为:黄、东海近岸较高,然后是北黄海中部和南黄海中部,东海陆架最低。从与水温、风速和有效光合辐射的相关分析来看,浮游植物生长的年际变化受海面风速的影响较大。近岸区域水体混合均匀,营养盐丰富,风速较小时水体稳定有利于浮游植物生长,而水深较深区域,风速较大时,营养盐易补充到表层,有利于浮游植物生长。  相似文献   

水母伞径和饵料密度对海月水母(Aurelia sp.1)捕食率的影响     

王楠  李超伦 《海洋与湖沼》2012,43(3):480-485

海月水母在全球范围内大量暴发,严重危害海洋生态系统的健康以及鱼类资源的可持续利用。本文以卤虫无节幼体为饵料,初步研究了水母伞径和饵料密度对海月水母个体捕食率的影响以及海月水母的昼夜捕食节律。研究结果表明,海月水母的伞径对其捕食率的影响极显著(P<0.01),在1—8cm范围内,随着伞径的增加个体捕食率线性增加,两者之间的关系式为y=0.044x+0.125(R2=0.9036)。饵料密度对海月水母捕食率的影响显著(P<0.05),在0.25—26.11mgC/L范围内,随饵料密度的增加个体捕食率呈线性增加趋势,关系式为y=0.508x(R2=0.958)。在饵料充足时,海月水母没有昼夜捕食节律。在高饵料密度下海月水母出现过剩捕食,但是捕食行为依然活跃。上述结果既为量化评估海月水母对浮游动物群体的捕食压力提供了基础参数,同时水母过剩捕食行为说明依据生物量和代谢率的推算结果可能低估自然海域水母队浮游动物的捕食压力。  相似文献   

鳗弧菌(Vibrio anguillarum)对青蛤(Cyclina sinensis)的毒性及半致死浓度研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

葛端阳  赵婷  潘宝平 《海洋与湖沼》2012,43(6):1192-1195

利用不同浓度的鳗弧菌对青蛤进行了急性毒性实验,观察青蛤在菌液胁迫下的存活情况,进一步统计得到鳗弧菌对青蛤的半致死浓度。结果表明,青蛤在鳗弧菌液浓度OD600为1.0—2.2范围内,胁迫96h以内死亡率呈逐渐上升趋势,并且在OD600=2.2时所有受试个体全部死亡。在相同的胁迫时间内,受试个体死亡率与胁迫浓度均呈正相关。经SPSS16.0软件分析后,最终得到鳗弧菌对青蛤的半致死浓度(LC50)为OD600=1.57,说明鳗弧菌对青蛤有明显的毒害作用。  相似文献   

东亚冬季气温的年际变化特征及其与海温和海冰异常的关系   总被引：2，自引：0，他引：2  

黄菲  高聪晖 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2012,(9):7-14

通过谐波分析的方法,对东亚31个冬季(1980—2010年)的气温提取年际变化分量(周期小于8a部分)进行EOF分析。结果发现:在年际变化的时间尺度上,东亚冬季气温表现为高纬模态和低纬模态2个主要模态,它们一起可以解释总方差73%的变化。进一步分析表明,在年际变化尺度上,与气温变化的高纬模态相联系的大气环流表现为显著的北极涛动(AO)负位相分布,海平面气压场上西伯利亚高压和阿留申低压北移,对流层中层东亚大槽西移,高层西风急流向西北方向移动;副热带北太平洋和阿拉斯加湾的海表面温度(SST)变化呈偶极子振荡分布,这种准两年的周期振荡对这一模态的出现有一定的预示意义。而与气温变化的低纬模态相联系的大气环流表现为类AO正位相分布,与之相关的西伯利亚高压和阿留申低压南移,对流层中层东亚大槽东移,高层的西风急流则是向东南方向移动;赤道东太平洋的SST异常可能对这一模态的形成有一定的作用,而东亚近海的SST则更多是被动地改变。此外,海冰异常变化与东亚冬季气温变化的联系主要体现在:在前夏和前秋,东西伯利亚海-波弗特海海冰异常减少(增加)对应着随后东亚冬季气温变化的高纬模态(低纬模态),而冬季东亚气温变化的高纬模态(低纬模态)又与后期春季北极东半球的海冰异常增加(减少)具有较好的相关性,此外白令海和鄂霍次克海的海冰异常变化是伴随东亚冬季气温变化产生的。  相似文献