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引入注意力机制的多因素LSTM地下水位预测模型

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水文 2024年

作者：刘小蝶张红月芮小平孙文河海大学地球科学与工程学院山西省水文水资源勘测总站

针对传统地下水位预测模型未考虑相关影响因素而导致的预测精度较低的问题，本研究考虑多源因素如气象数据和归一化植被指数（NDVI）等对地下水位的影响，提出基于注意力机制的多因素长短期记忆（M-LSTM）神经网络模型，旨在通过融合多... 详细信息

针对传统地下水位预测模型未考虑相关影响因素而导致的预测精度较低的问题，本研究考虑多源因素如气象数据和归一化植被指数（NDVI）等对地下水位的影响，提出基于注意力机制的多因素长短期记忆（M-LSTM）神经网络模型，旨在通过融合多个关键因素提高预测准确性。算法的核心思想是，改造经典的长短期记忆（LSTM）网络输入端，使之能够学习多因素的数据特征，并在LSTM层之间加入注意力机制，使其能够更好地学习并强调多因素数据中的时间特征。以山西省大同市作为研究区域进行预测，输入数据集包括2015—2020年的逐月植被指数（NDVI）数据、地下水位观测数据以及气象数据，并进行嵌套交叉验证，以均方根误差（RMSE）作为性能评价指标。实验结果表明，引入注意力机制的M-LSTM模型能够有效预测地下水位，其最小均方根误差（RMSE）仅为0.4367，精度较高。

关键词：地下水位深度学习 M-LSTM 注意力机制预测模型

水闸运行对河流中氮污染物迁移转化与降解机制的影响

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节水灌溉 2024年第7期 75-79,87页

作者：程启亮刘娜栗泽超任焕莲王洪浩晋华长治市水文水资源勘测站山西长治046011 山西省水文水资源勘测局太原030001 太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

近年来,氮素超标严重影响了河流水环境质量,造成水质恶化与水体富营养化,已经成为我国河流的主要水污染问题。水闸升降引起的河流水动力条件变化会对河流中不同形态氮素的迁移转化产生影响,进而影响不同形态氮素的降解系数。以山西省丹... 详细信息

近年来,氮素超标严重影响了河流水环境质量,造成水质恶化与水体富营养化,已经成为我国河流的主要水污染问题。水闸升降引起的河流水动力条件变化会对河流中不同形态氮素的迁移转化产生影响,进而影响不同形态氮素的降解系数。以山西省丹河为研究对象,探究水闸运行下氮污染物的迁移转化与降解机制。研究成果表明,NH_(4)^(+)-N降解系数与河流流速相关性显著,线性回归方程为:K(NH_(4)^(+)-N)=5.894 v-1.753(R=0.867,p<0.001);NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和TN的降解系数均与河流流速的相关性不显著。顺直河段开闸放水期间,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和TN的降解系数比闸门关闭期间高出0.37 d^(-1)、0.43 d^(-1)、0.24 d^(-1)、0.72 d^(-1);弯曲河段开闸放水期间,NH_(4)^(+)-N的降解系数比闸门关闭期间减少0.4 d^(-1),NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、TN的降解系数比闸门关闭期间高出0.67 d^(-1)、0.42 d^(-1)、0.87 d^(-1)。开闸放水和闸门关闭时,NH_(4)^(+)-N浓度在河流行进过程中表现为在顺直河段减小,弯曲河段增大;NO_(3)^(-)-N浓度和总无机氮浓度则在顺直和弯曲河段都不断减少;开闸放水较水闸关闭状态,河流在行进过程中总无机氮浓度下降更快,有利于无机氮的去除。研究成果有助于揭示水闸运行下河流的脱氮机理,可以通过优化水闸运行,提高河流氮污染物降解系数。

关键词：水闸运行降解系数氮顺直河段弯曲河段河流流速

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汾河流域浮游植物群落特征及环境因子分析

水利规划与设计 2024年第9期 35-39,43页

作者：赵艳锋山西省水文水资源勘测总站山西太原030001

为研究汾河流域浮游植物群落特征及其与环境因子的关系,于2021年5—10月对汾河流域18处重点水域进行了浮游植物及环境因子调查分析。结果表明,汾河流域共鉴出浮游植物8门、77属、200种,鱼腥藻、栅藻、小环藻、针杆藻为主要优势种;浍河... 详细信息

为研究汾河流域浮游植物群落特征及其与环境因子的关系,于2021年5—10月对汾河流域18处重点水域进行了浮游植物及环境因子调查分析。结果表明,汾河流域共鉴出浮游植物8门、77属、200种,鱼腥藻、栅藻、小环藻、针杆藻为主要优势种;浍河水库、晋阳湖为中度富营养,其余湖库营养化程度较低;PCA主成分分析表明总磷(TP)对水体营养状况的正向影响最大,其次是总氮(TN)和叶绿素a(Chl-a)。研究结果可为流域水生态保护与修复提供参考。

关键词：汾河浮游植物群落特征环境因子主成分分析水质评价

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苏南山丘区典型实验小流域产汇流研究

水文 2024年

作者：尤征懿朱前维吴朝明陈娟朱骊江苏省水文水资源勘测局无锡分局

《江苏省暴雨洪水图集》（以下简称《84图集》）是江苏省水文工作的重要参考文件，被广泛应用于防洪规划、径流预报等工作。然而，在气候变化和人类活动影响下，《84图集》已无法满足现状条件下的流域产汇流预报需求。为修订《84图集》... 详细信息

《江苏省暴雨洪水图集》（以下简称《84图集》）是江苏省水文工作的重要参考文件，被广泛应用于防洪规划、径流预报等工作。然而，在气候变化和人类活动影响下，《84图集》已无法满足现状条件下的流域产汇流预报需求。为修订《84图集》中苏南山丘区的产汇流参数，论文以典型实验小流域——大港河上游流域（楚山桥）为研究对象，通过分析场次洪水资料，研究流域产汇流特性，建立优化参数的流域产流计算方案，并设置不同的汇流参数优化方案，通过2020—2023年洪水资料进行对比研究，结果表明：（1）优化参数后的产流计算方案2021年和2023年洪水径流深误差均在25%以内，平均径流深误差为12.3%，产流计算精度达甲级。（2）优化参数后的汇流计算方案较原始《84图集》方法的汇流计算精度均有不同程度的提升。其中，同时优化瞬时单位线两个参数的方案精度最高，平均纳什效率系数为0.73、洪峰误差合格率为62%，汇流预报精度达丙级。由此可见，参数优化可有效地提高产汇流计算精度。研究成果不仅可为江苏省的《84图集》修订提供借鉴，同时也对山丘区小流域的产汇流规律研究具有指导意义。

关键词：苏南山丘区产汇流参数优化降雨径流退水曲线

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变化环境下黑河上游径流演变规律分析

水土保持研究 2024年

作者：宋爱英高秉俊贺彦甘肃省张掖水文水资源勘测中心

[目的]河川径流是西北干旱区重要的水资源,辨析其变化特征及影响因素对于认识气候变化背景下的河流水文变化规律具有重要意义。[方法]以黑河上游为研究区域,根据水文站所控制的流域对黑河上游进行分区,基于黑河上游各水文站径流、降水... 详细信息

[目的]河川径流是西北干旱区重要的水资源,辨析其变化特征及影响因素对于认识气候变化背景下的河流水文变化规律具有重要意义。[方法]以黑河上游为研究区域,根据水文站所控制的流域对黑河上游进行分区,基于黑河上游各水文站径流、降水等数据,结合累积距平、Mann-Kendall检验、双累积曲线等方法,探讨气候变化背景下径流演变规律。[结果]1968—2022年黑河上游各分区年径流量变化均呈显著增加趋势,八宝河、野牛沟、区间干流和黑河上游年径流量分别以0.29亿m3/10a,0.69亿m3/10a,0.39亿m3/10a,1.36亿m3/10a的速率增加,八宝河、野牛沟、区间干流对于黑河上游流域径流量的贡献率分别为28.11%,46.31%,25.58%,野牛沟对流域径流量贡献率最大,区间干流最小;八宝河、野牛沟、区间干流和黑河上游的年径流量分别在2002年、2006年、1979年和2002年发生了由少到多的突变,年径流量平均值突变后较突变前分别增加41.76%,29.78%,67.49%和29.53%,区间干流突变后较突变前年径流量年际变化大,其他各区年径流量年际差异性变小;降水和人类活动对八宝河流域径流变化的贡献率分别为63.89%和36.11%,对野牛沟流域径流变化的贡献率分别为55.22%和44.78%,对黑河上游径流量变化的贡献率分别为53.89%和46.51%。[结论]整体来说,气候变化背景下黑河上游的年径流量呈显著增加趋势,降水是径流变化的主要原因。

关键词：径流量突变归因分析黑河上游

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地下水信息查询与维护管理系统的应用研究

黑龙江水利科技 2024年第10期52卷 90-93页

作者：郭天宇山西省水文水资源勘测总站太原030000

地下水信息查询与维护管理系统是在国家地下水监测工程(水利部分)项目基础上设计研发的,建设的主要目的是掌握监测区域地下水的动态、分析地下水资源量的变化,为水资源的合理开发利用提供科学的决策依据。

关键词：地下水信息查询与维护管理系统

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山西河流水生态环境监测与评价

黑龙江水利科技 2024年第10期52卷 162-165页

作者：刘少波山西省水文水资源勘测总站太原030002

水生态监测与评价是做好河湖生态流量保障、河湖健康评价、河湖地貌形态保护与修复、流域水库生态调度、河湖水系连通与生态修复、重要水生生物栖息地与生物多样性保护、供水安全保障等水利工作的先决条件和重要基础。为融入黄河流域生... 详细信息

水生态监测与评价是做好河湖生态流量保障、河湖健康评价、河湖地貌形态保护与修复、流域水库生态调度、河湖水系连通与生态修复、重要水生生物栖息地与生物多样性保护、供水安全保障等水利工作的先决条件和重要基础。为融入黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略,山西选择14处水生态站开展长期性、连续性水生态监测,并结合当地水情积极探索监测成果评价模式,精准支撑区域水生态保护和水利高质量发展需求。

关键词：水生态水环境治理监测评价河流

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关于水资源管理现状及完善对策的探究

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第9期 0143-0146页

作者：汪增涛山西省水文水资源勘测总站山西太原030001

水是生命之源,对于人类的生存和发展至关重要。基层水资源的有效管理和利用对人类社会的生产生活具有深远的影响。在党中央的领导下,经过各方的共同努力,基层水资源管理已经取得了显著的进步。然而,尽管取得了一定的成就,但仍存在一些... 详细信息

水是生命之源,对于人类的生存和发展至关重要。基层水资源的有效管理和利用对人类社会的生产生活具有深远的影响。在党中央的领导下,经过各方的共同努力,基层水资源管理已经取得了显著的进步。然而,尽管取得了一定的成就,但仍存在一些挑战和问题。本文将对基层水资源管理的现状进行深入分析,并在此基础上探讨如何进一步提升基层水资源管理的效能。

关键词：水资源管理水质污染生态系统自然资源

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三迭系下统砂岩裂隙水的勘测研究

山西水利科技 2024年第3期 40-43页

作者：王东华山西省水文水资源勘测总站山西太原030001

三迭系下统刘家沟组厚层砂岩,是山西的主要基岩含水地层之一。但同任何基岩含水层一样,形成储水空间的前提是有地质构造作用。通过地球物理的可控源音频大地电磁法(CSAMT)调查了完整基岩处无水的电阻率特征,在此基础上找到了断裂构造带... 详细信息

三迭系下统刘家沟组厚层砂岩,是山西的主要基岩含水地层之一。但同任何基岩含水层一样,形成储水空间的前提是有地质构造作用。通过地球物理的可控源音频大地电磁法(CSAMT)调查了完整基岩处无水的电阻率特征,在此基础上找到了断裂构造带,用电阻率与相位参数分析研究了其特征,通过激发极化法的三个参数特征分析了断裂带的富水性。在地球物理各参数异常基本一致的情况下,确定了开发井位,取得成功。对同类地区的地下水勘测研究具有参考意义。

关键词：三迭系下统砂岩构造裂隙水 CSAMT 激发极化法