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新安江模型敏感参数动态变化规律研究

河海大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 1-6页

作者：石朋丁松司伟瞿思敏吴洪石肖豪陆美霞戈晓斌河海大学水文水资源学院江苏南京210098 河海大学水安全与水科学协同创新中心江苏南京210098 赣江下游水文水资源监测中心江西宜春336028

为了提高新安江模型在变化环境下的模拟精度,揭示模型参数动态变化规律,以淮河上游大坡岭流域为研究区构建分布式新安江模型,采用Spearman相关系数对比分析了模型敏感参数(KC、SM和CS)动态变化与环境因子(降水、气温和归一化植被指数)... 详细信息

为了提高新安江模型在变化环境下的模拟精度,揭示模型参数动态变化规律,以淮河上游大坡岭流域为研究区构建分布式新安江模型,采用Spearman相关系数对比分析了模型敏感参数(KC、SM和CS)动态变化与环境因子(降水、气温和归一化植被指数)的变化关系,并建立了回归方程用于未来参数计算。结果表明:参数KC和SM的动态变化反映了研究区域的降水、气温和植被条件变化,而参数CS的动态变化仅反映了年降水总量变化;相较于静态参数,动态参数的模拟结果精度显著提高,径流深相对误差均值从21.3%降低到9.1%,纳什效率系数均值从0.75提高到0.81,动态参数比静态参数更适用于当前变化的环境。

关键词：新安江模型变化环境动态参数相关性分析大坡岭流域淮河上游

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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

基于陆气耦合模型的浙江省区域干旱过程预报分析

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人民长江 2024年第9期55卷 141-148页

作者：邱超刘茜元吴志勇何海许波刘李源浙江省水文管理中心浙江杭州310009 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

干旱及其准确预报一直是水文气象领域研究的重难点问题。为探索准确可行的干旱预报方法,基于VIC模型与欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)预报气象数据建立的陆气耦合干旱预报模型,计算监测与预报土壤含水量,分析土壤含水量距平指数(SMAPI... 详细信息

干旱及其准确预报一直是水文气象领域研究的重难点问题。为探索准确可行的干旱预报方法,基于VIC模型与欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)预报气象数据建立的陆气耦合干旱预报模型,计算监测与预报土壤含水量,分析土壤含水量距平指数(SMAPI)的时空分布特征,在此基础上评估耦合模型对浙江省干旱的预报能力。结果表明:①从预见期来看,0~11 d预见期的SMAPI预报值与监测值在绝对误差、RMSE和R值上表现较好,即模型在旬尺度上预报效果最佳;②该模型的旬尺度预报可以在时间变化过程上准确把握未来干旱的发展趋势,在空间预报上与监测的SMAPI值网格分布一致性可达90%以上;③模型对浙江省西北少雨平原区预报性能更佳,且对土壤含水量变化较剧烈地区的旱情预报趋势描述更好。研究成果可为浙江省干旱灾害防范预警提供科技支撑。

关键词：干旱预测土壤含水量陆气耦合模型 VIC模型浙江省

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引黄入冀三省团结治水开启新征程

河北水利 2024年第1期 13-14,36页

作者：秦鸿飞河南省水文水资源中心

新中国成立以来,河南省委、省政府高度重视引黄事业,在水利部、黄委、海委的大力支持下,先后建设了人民胜利渠、大功、渠村、赵口、三义寨等引黄灌区,近年来又开工了小浪底北岸灌区、西霞院输水及灌区工程,其中小浪底北岸灌区于今年12... 详细信息

新中国成立以来,河南省委、省政府高度重视引黄事业,在水利部、黄委、海委的大力支持下,先后建设了人民胜利渠、大功、渠村、赵口、三义寨等引黄灌区,近年来又开工了小浪底北岸灌区、西霞院输水及灌区工程,其中小浪底北岸灌区于今年12月26日通水,西霞院输水及灌区工程预计于2024年上半年通水。长期以来,引黄工程为河南工农业生产和经济社会发展作出了巨大贡献。引黄入冀补淀工程是豫鲁冀三省团结治水的典型成果。

关键词：人民胜利渠灌区工程引黄灌区引黄入冀补淀工程河南省委引黄工程西霞院治水

近65年疏勒河流域昌马堡水文站径流演变特征及变异诊断

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水利建设与管理 2024年第10期44卷 45-50页

作者：茹钦忠甘肃省酒泉水文水资源勘测中心甘肃嘉峪关735100

为了掌握疏勒河昌马堡水文站的径流量演变特征,让水文更加有效地服务于经济社会发展及水资源管理,本文收集了昌马堡水文站近65a的实测径流资料,采用不均匀系数法、完全调节系数法、线性回归法、Lee-Heghinian法、Pettitt检验法、时序累... 详细信息

为了掌握疏勒河昌马堡水文站的径流量演变特征,让水文更加有效地服务于经济社会发展及水资源管理,本文收集了昌马堡水文站近65a的实测径流资料,采用不均匀系数法、完全调节系数法、线性回归法、Lee-Heghinian法、Pettitt检验法、时序累积值法对径流量年内分配、年际变化趋势、序列变异进行了分析诊断。结果表明:径流量年内分配极不均匀,随着年份的增长,径流量出现年内分配不均匀且不集中特征;径流量年际变化小,随着年份增长出现增加趋势,1956—2020年共增加13.158亿m 3,多年平均增长率为0.202亿m 3/a;径流量在1998年出现显著性变异;径流量的增长与雪山融水的增加有很大关系,雪山融水增加是导致疏勒河昌马堡水文站径流量增长的主要原因。本次研究可为疏勒河流域在水资源合理配置、工农业生产方面提供数据支持。

关键词：径流量疏勒河水资源量

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基于图神经网络的地下水位动态模拟模型

水文 2024年

作者：许明家孙龙李爽鲁程鹏水利部信息中心河海大学水文水资源学院

地下水位的模拟精度在可持续的地下水资源利用和管理中起着重要的作用。机器学习方法可以捕获输入变量和目标变量之间的非线性关系，在地下水位模拟中得到了广泛的应用。然而，传统的机器学习方法没有考虑站与站之间的空间关系。本文使... 详细信息

地下水位的模拟精度在可持续的地下水资源利用和管理中起着重要的作用。机器学习方法可以捕获输入变量和目标变量之间的非线性关系，在地下水位模拟中得到了广泛的应用。然而，传统的机器学习方法没有考虑站与站之间的空间关系。本文使用图神经网络（GNN）模拟地下水位动态变化，以地下水水位监测站为节点，通过邻接矩阵连接节点；选择河北省典型漏斗区的监测数据对模型进行应用和评价。与三个对照模型：随机森林（RF）、支持向量机（SVR）和多层感知机（MLP）相比，所提出的模型在所定义的评估指标方面均表现更好。此外，所提出的模型可同时模拟建模系统中所有监测站的地下水位变化，相比单站模型具有更高的数据利用率。

关键词：地下水位模拟图神经网络非平稳时间序列

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生态补水对孝妇河湿地水华的预防效果模拟

中国环境科学 2024年第1期44卷 121-131页

作者：贾瑞鹏李桂秋窦明王偲李佳郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 江苏省水文水资源勘测局南通分局江苏南通226000

基于二维水环境数学模型理论,构建了考虑生态补水扰动下的孝妇河湿地水域富营养化模型,采用决定系数判断模型的可行性,通过水华危害指数H评估不同生态补水方案下的水华预防效果.设定8种不同的生态补水情景,分析了湖泊水动力、水质的演... 详细信息

基于二维水环境数学模型理论,构建了考虑生态补水扰动下的孝妇河湿地水域富营养化模型,采用决定系数判断模型的可行性,通过水华危害指数H评估不同生态补水方案下的水华预防效果.设定8种不同的生态补水情景,分析了湖泊水动力、水质的演化特征.结果表明:二维水环境数学模型模拟误差低于20%,COD、氨氮、总磷、总氮四种污染物决定系数大于0.8,分别为0.95,0.94,0.87,0.81.在相同补水量条件下,短时长的补水措施效果更佳;在不同补水量的条件下,大流量的补水效果更佳;同等补水条件下,多点位补水效果更佳.研究优选出最佳生态补水方案为方案B8:上下游同时补水,补水总量200万m^(3),分20次间断补给.

关键词：生态补水孝妇河湿地数值模拟 MIKE21

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瑞丽江中游水位变化趋势与河床演变关系分析

三峡生态环境监测 2024年第3期9卷 84-89页

作者：邢雪艳寸杰赵兴佐钏有柳云南省水文水资源局保山分局云南保山678000

瑞丽江河道水资源丰富,河道落差大,适合水电开发,目前已按规划建成多个水电站,认识瑞丽江水位的变化规律和趋势可为瑞丽江水电开发、管理提供依据。本文以干流中游腾龙桥水文站为例,利用Mann-Kendall检验法分析1968—2022年瑞丽江水位... 详细信息

瑞丽江河道水资源丰富,河道落差大,适合水电开发,目前已按规划建成多个水电站,认识瑞丽江水位的变化规律和趋势可为瑞丽江水电开发、管理提供依据。本文以干流中游腾龙桥水文站为例,利用Mann-Kendall检验法分析1968—2022年瑞丽江水位变化规律,基于断面实测数据分析瑞丽江河段河床演变规律,并探讨瑞丽江水位变化与河床演变之间的关系。结果表明:1968—2022年瑞丽江年均水位在2004年前呈缓慢上升趋势,2005年后持续下降,经检验为显著下降趋势,至2022年仍处于下降阶段。汛期、枯水期水位自2004年后呈明显下降趋势,同流量枯期水位变幅大于汛期。1968—2022年典型纵横断面表明瑞丽江河床下切严重,下切深度达3.6 m。来水来沙及河床演变是汛期水位变化的主要原因,枯水期水位下降主要原因则为河床下切。

关键词：水位变化汛期枯水期河床演变瑞丽江中游

基于径流模数的LSTM模型在无资料嵌套流域的应用

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河海大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 51-57页

作者：石卓史东华姚成孟涵张锦堂河海大学水文水资源学院江苏南京210098 湖北一方科技发展有限责任公司湖北武汉430010 安徽省水文局安徽合肥230022

针对LSTM模型参数在无资料嵌套流域移植效果不佳的问题,以屯溪流域为研究对象,以其嵌套子流域为参证流域,综合考虑面积因素对参数移植法的影响,建立了基于径流模数的LSTM模型(RM-LSTM模型),并采用参数移植法进行流域洪水过程模拟。结果... 详细信息

针对LSTM模型参数在无资料嵌套流域移植效果不佳的问题,以屯溪流域为研究对象,以其嵌套子流域为参证流域,综合考虑面积因素对参数移植法的影响,建立了基于径流模数的LSTM模型(RM-LSTM模型),并采用参数移植法进行流域洪水过程模拟。结果表明:RM-LSTM模型在研究流域应用效果较好,模拟结果的确定性系数达0.87,洪峰、洪量及峰现时间合格率均在85.0%以上;在参证子流域内,RM-LSTM模型参数移植后模拟结果的确定性系数及洪峰、洪量、峰现时间合格率较LSTM模型参数移植结果均有明显提升;RM-LSTM模型能够更好地考虑流域面积变化对参数移植方法的影响。

关键词： LSTM模型径流模数参数移植无资料地区嵌套流域屯溪流域

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