數(shù)據(jù)挖掘方法在徑流演變分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、水資源是維持所有生物生存的基本要素之一，也是人類活動必不可少的自然資源。作為水循環(huán)過程的重要環(huán)節(jié)，徑流要素的變化對整個水資源系統(tǒng)起著主導(dǎo)作用，并對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展有著決定性的影響。因此，分析各流域徑流演變的規(guī)律是科學(xué)評價、開發(fā)和保護區(qū)域水資源的前提，具有重要的理論價值和實際意義。
　　傳統(tǒng)的徑流演變規(guī)律分析通常采用統(tǒng)計學(xué)和水文模型模擬的方法進行研究，近年來受全球氣候變化和人類活動的影響，徑流的時空演變表現(xiàn)出諸多不確定性，徑流變化

2、的成因越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)分析方法具有一定的局限性，已不能滿足需求。水文監(jiān)測部門收集積累了海量的業(yè)務(wù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有量大、面廣、異構(gòu)、分布等特征，伴隨著新的信息獲取技術(shù)的發(fā)展，可用數(shù)據(jù)源得到擴充，如何運用這些數(shù)據(jù)進行徑流的演變規(guī)律分析，實現(xiàn)徑流的中長期預(yù)測成為當下亟待解決的問題。數(shù)據(jù)挖掘作為一門新興技術(shù)，具有及時、有效處理大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，且不依賴于復(fù)雜的機理研究，是實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用知識的有效手段，能夠用于分析徑流演變規(guī)律研究中存

3、在的具體問題，并已有大量學(xué)者進行了相關(guān)研究。
　　本文首先按照數(shù)據(jù)挖掘的過程對當前數(shù)據(jù)挖掘方法在徑流演變規(guī)律分析中的應(yīng)用研究進行了梳理，針對傳統(tǒng)徑流演變規(guī)律研究過程中存在的具體問題提出了基于數(shù)據(jù)挖掘的解決方法，并以雅礱江流域打羅至二灘區(qū)間為研究區(qū)，選擇遙感監(jiān)測和徑流、降水、蒸散、溫度等地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹分類、回歸分析、相關(guān)分析等數(shù)據(jù)挖掘方法對區(qū)間徑流變化規(guī)律進行了分析。結(jié)果表明，數(shù)據(jù)挖掘方法可以有效剔除觀測數(shù)據(jù)中噪

4、聲的影響，增強數(shù)據(jù)的完整性；基于大數(shù)據(jù)的挖掘方法可以有效識別氣候變化和長期人類活動影響下水文系統(tǒng)由一致向不一致逐漸轉(zhuǎn)變的特征，并提取主要影響因素，是對傳統(tǒng)徑流演變規(guī)律分析方法的有益補充。
　　通過分析打羅至二灘區(qū)間徑流的變化規(guī)律得到：自二灘水庫蓄水以后庫區(qū)年降雨量顯著減少，區(qū)間徑流系數(shù)也顯著降低，基于穩(wěn)態(tài)假設(shè)的HBV模型徑流模擬效率也逐年降低，而庫區(qū)植被整體逐年變好；相關(guān)分析結(jié)果表明庫區(qū)植被自然生長加快是導(dǎo)致區(qū)間徑流系數(shù)降低的主要