文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于GA和ANN的洪水预报研究
姓名:董纯
申请学位级别:硕士
专业:水利水电工程
指导教师:康玲

华中科技大学硕士学位论文———~一;;≈;≈;:摘要研究人工神经元网络在洪水预报方面的应用是本文的另一个重点。紫冉樯芰松⋯~一、⋯⋯~/本文首先阐述了国内外洪水预报理论和方法的发展及现状,介绍了洪水预报的基京根模型的优缺点。、,洪水极大地危及到人民生命财产安全,因此对其进行有效和准确的预报是一个重例,对洪水预报的原理、数学模型、及实现算法进行了研究,提出用遗传模拟退火算法和神经元网络P徒泻樗けǎ菁扑憬峁治龅玫搅艘恍┯幸娴慕本原理和功能要求。然后以清江和南运河的实例,建立了洪水预报的数学模型。本文重点之一介绍了马斯京根方程参数的求解算法,指出了传统优化算法的不足,并研究了多种优化算法:最小二乘法、模拟退火算法、遗传算法珿、非线性规划法⒓铀僖糯惴及遗传模拟退火法恢结合模拟退火算法及遗传算法优点的综合优化方法冉狭怂堑挠湃钡悖抡娼果表明,这些优化算法能够有效地实现马斯京根方程在流量演算方面的广泛应用。经元网络的实现原理和方法,在提出洪水预报模型之后,用神经元网络对之进行模拟预报,计算结果表明,神经元网络建模简单,提高了预报精度。最后比较了其与马斯要的副靠翁猓哂泻芮康睦砺酆拖质狄庖濉1疚囊阅显撕蛹扒褰佣蔚暮樗けㄎ关键词洪水预报;马斯京根;遗传算法;人工神经元网络论。”\一‘,、.
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华中科技大学硕士学位论文髀引言始对其进行了研究。古代,人们就已注意河流水情变化,并不断加深对水情的认识,修建水利工程进行防洪、防旱和储备水量。古埃及人很早便利用尼罗河泛滥带来的大量肥沃泥沙、增产农业,并作出防御洪水灾害措施,提出了水分循环的初始概念。双洪水预报的历史在我国可追溯到一千多年以前。《水经注》蔽痕5涝9记载:“李冰作大堰⋯⋯,于玉女房下白沙邮作三石人立水中刻,要江神水竭不至足,盛不没肩,是以蜀人早则藉以为溉,雨则不抑其流。”这是我国最早用石人作水设塘马,上自潼关,下自宿迁,每三十里为~节,一日夜驰五百里,其行速于水讯,凡患害急缓,堤防善败,声息消长,总督者必先知,而后血脉通贯可从而断地向下游传送报告给沿河各级防汛部门,使其预先知道黄河涨水情况,以便作好防汛准备【。由于洪水的形成及其运动机制十分复杂,加之参杂有大量的随机变化,古代的洪水预报基本上仅限于定性描述和粗略预测,世纪末以后,随着生产的发展和科学技术的进步,人们开始对洪水提出定量和准确预报的要求。科学的洪水预报在一大型洪灾发生,如何对洪水进行科学而准确的预报,一直是人类长期面临的问题。由于中国处于中纬度地带,加上自然地理影响,是暴雨洪水灾害较为频繁的地区之一,氏期以来一直困扰着我国国民经济的发展。以长江流域为例,自年以来每洪水预报在防洪减灾中具有重要的理论意义和现实意义,人类早在数千年前就开子河流域,中国黄河和印度等地的人们在与水作斗争中,加深了对水情的认识,经科学家延续和发展,形成了今天的水文学。理也”。这里的“塘马”即为“驿温观”,每三十里一站,换一次人和马,使水情不百年来,在理论和实践上都获得了突飞猛进的发展。据统计,世界上最严重的自然灾害就是洪水灾害,纵观世界各国,几乎每年都有就发生一次较大范围与量级的洪水,其中发生的全流域性大洪水有沃啵
华中科技大学硕士学位论文、、、年。中下游区域性大洪水更为常见。进入年代后,随着约了社会经济和生态环境的可持续发展。以年价格计算,我国洪灾造成的年均直的%,并呈不断增长态势,约有的国土受到洪水灾害的威胁。据统计,年我国发生特大全流域洪水,全国共有各省灾吻⒅毕绞遭受了不同程度的洪涝灾害,农田受灾面积万稍置婊騢,死亡人,倒塌房屋减轻洪水灾害作用极大。由于洪水预报有一定的预见期,留下了迎战洪水的充裕时间,可使人们从思想、物质、人力、组织、领导等方面做好充分准备。年长江防洪次洪水的超额洪水仅几亿立方米,且荆江分洪对降低沙市水位作用不大,因而未启用展与应用,推动了水文学的迅速发展,水文学与相邻学科之间相互交叉与渗透,特别是计算机的广泛应用,使过去不能解决的流域水利工程体系的设计与运行,人类活动报中,产生的实时洪水预报技术,改变了传统洪水预报方法速度馒、精度差等‘系列的迅速发展,无论是对河流防洪规划设计的优化、洪水预报与调度的准确和可靠程度,还是对各类洪水的其他非工程措施,都起着不可估量的作用。人口的急剧增长,城市化、工业化以及城镇居民生活水平的不断提高,江河湖泊的防洪情势发生较大变化,洪水发生的频率似有增加的趋势,洪灾损失同益加重,严重地制接经济损失为亿元,占所有自然灾害年均直接经济损失的%左