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基于深度学习的河道非恒定流糙率反演方法

水力发电学报 2024年

作者：李成业彭杨罗诗琦于显亮姚礼双华北电力大学水利与水电工程学院

糙率是反映水流阻力影响的一个综合性系数，直接影响一维非恒定流的模拟精度。以往糙率反演研究很少考虑其随流量或水位的变化。为此，本文将糙率视为流量的分段线性函数，提出一种基于长短期记忆神经网络的河道非恒定流糙率反演方法，... 详细信息

糙率是反映水流阻力影响的一个综合性系数，直接影响一维非恒定流的模拟精度。以往糙率反演研究很少考虑其随流量或水位的变化。为此，本文将糙率视为流量的分段线性函数，提出一种基于长短期记忆神经网络的河道非恒定流糙率反演方法，以数据驱动方式实现对糙率的直接反演；并针对天然长河段计算断面多、流量变化范围大的特点，提出一种基于逐次逼近的分步反演策略来降低反演求解维度。以向家坝库区河道为例进行数值检验，结果表明：利用不同流量级下的糙率反演值进行一维非恒定流计算，得到的沿程水位变化过程与实测资料较为吻合，且计算精度明显高于不考虑糙率随流量变化的结果。该结果验证了方法的有效性，为天然长河道糙率反演提供了新途径。

关键词：长短期记忆神经网络分步反演策略天然河道糙率反演一维非恒定流

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祖厉河干流近65 a径流变化及归因分析

干旱区研究 2024年第6期41卷 928-939页

作者：梁双河牛最荣贾玲甘肃农业大学水利水电工程学院甘肃兰州730070

基于祖厉河干流会宁、郭城驿、靖远3个国家基本水文站1957—2021年实测的月、年径流量资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,探讨了祖厉河流域不同时间尺度径流变化规律,进行了径流减少的归因分析。结果表明:(1)195... 详细信息

基于祖厉河干流会宁、郭城驿、靖远3个国家基本水文站1957—2021年实测的月、年径流量资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,探讨了祖厉河流域不同时间尺度径流变化规律,进行了径流减少的归因分析。结果表明:(1)1957—2021年期间祖厉河干流径流量呈减少趋势,近30 a径流量减少52.9%。(2)会宁、郭城驿、靖远3个水文站实测年径流量分别在1992年、1984年、1994年发生了突变。(3)祖厉河干流3站径流量与降水量呈现相似的丰枯周期。分析结果表明,祖厉河干流实测年径流量减少主要受水土保持措施等人类活动的影响,其次为降水减少等气候因素的影响,其中,人类活动和气候变化对径流减少的贡献率分别为74.47%、25.53%。

关键词：人类活动气候变化径流量归因分析祖厉河干流

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河西走廊潜在蒸散发时空格局变化与气象因素的关系

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干旱区地理 2024年第2期47卷 192-202页

作者：马亚丽牛最荣孙栋元甘肃农业大学水利水电工程学院甘肃兰州730070

蒸散发过程影响因素众多,潜在蒸散发(ET_0)与气象变量交互作用复杂,亟需揭示ET_0变化对气象变量的响应机理。基于河西走廊及周边21个气象站点气象资料,采用定性定量分析方法,以河西走廊整体及3分区2个空间尺度,揭示ET_0时空变化规律,明... 详细信息

蒸散发过程影响因素众多,潜在蒸散发(ET_0)与气象变量交互作用复杂,亟需揭示ET_0变化对气象变量的响应机理。基于河西走廊及周边21个气象站点气象资料,采用定性定量分析方法,以河西走廊整体及3分区2个空间尺度,揭示ET_0时空变化规律,明确ET_0对各气象因素变化敏感性及贡献。结果表明:(1)河西走廊及分区ET_0均呈显著波动上升趋势(Z>1.98),线性变化率2.94 mm·a~(-1),且黑河分区变化最明显。(2)ET_0由东南向西北递增变化,中东部石羊河分区(1003.78 mm)、黑河分区(1031.30 mm)较小,西部疏勒河分区(1171.89 mm)较大。(3)河西走廊ET_0对气象因素变化敏感性排序为相对湿度(RH)、日最高气温(T_(max))、日照时数(n)、平均风速(u)、日降水量(P),ET_0对RH减少最敏感,对P变化最不敏感。(4)u增大是造成河西走廊ET_0增大的主要原因,其次是RH减少、T_(max)升高、n增加。(5)疏勒河分区、黑河分区、石羊河分区ET_0呈增加变化,贡献最大因素分别为T_(max)(5.13%)、u(8.22%)、T_(max)(5.97%),贡献最小因素为n。气候因素中的风速和气温变化是河西走廊地区ET_0变化不容忽视的重要影响因素,研究成果对合理规划农田灌溉用水和提高农业水资源利用效率意义重大。

关键词：潜在蒸散发气象变量响应定量关系河西走廊

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耐盐碱解磷菌的溶磷效果及其对黄豆萌发的影响

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微生物学通报 2024年

作者：李青青张芮高彦婷张红娟刘柯含甘肃农业大学水利水电工程学院

【背景】土壤中能够供植物直接吸收利用的磷含量较少，而传统施用磷肥的方式会导致环境污染，并破环土壤结构和功能等问题。【目的】研究巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)的耐盐性、溶磷机... 详细信息

【背景】土壤中能够供植物直接吸收利用的磷含量较少，而传统施用磷肥的方式会导致环境污染，并破环土壤结构和功能等问题。【目的】研究巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)的耐盐性、溶磷机制及其对黄豆种子萌发的影响，为植物根际盐碱土壤接种定植及促生效果奠定坚实的基础，以期通过根际土壤解磷菌的解磷作用来解决作物缺磷问题。【方法】结合接种针点接法、平板法、液体培养法及发芽盒发芽等试验，剖析了两株解磷菌的耐盐碱性、溶磷效果及其对黄豆萌发的促进效应。【结果】巨大芽孢杆菌和雷氏普罗威登斯菌分别在盐浓度为0%-10%、0%-6%的范围及pH值为7-12的环境下均可以生长；巨大芽孢杆菌和雷氏普罗威登斯菌在平板上的D/d值分别达到2.17和2.05，第4 d于液体培养基中溶磷量达到峰值，分别为355.53 mg/L和272.17 mg/L，且培养介质pH值由7.5分别降至5.34和5.48。巨大芽孢杆菌和雷氏普罗威登斯菌溶磷效果随NaCl浓度的增大均呈现“先略增强后持续减弱”的趋势，pH值均呈现“先略减小后持续增大”的趋势，且NaCl浓度分别为0.4 mol/L和0.2 mol/L时溶磷效果最好，且溶磷量达到峰值364.35 mg/L和285.58 mg/L，培养介质的pH值降至最小值4.28和4.73。巨大芽孢杆菌和雷氏普罗威登斯菌对种子发芽率及胚轴、胚根的伸长均有提高，在正常环境和NaCl处理环境下，与对照组相比，经两种菌液浸泡后黄豆的平均发芽率、胚轴及胚根平均增长率分别为2.7%、10.1%、9.0%和5.4%、19.4%、20.3%。【结论】两菌株均具有较强的耐盐性和溶磷效果，且能促进种子萌发，可以进一步为解磷菌的接种及应用提供理论依据。

关键词：巨大芽孢杆菌雷氏普罗威登斯菌耐受性溶磷能力黄豆种子萌发

基于SPA-VFS的水库移民后期扶持效果评价研究

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中国农村水利水电 2024年

作者：蔡尊锦姚凯文华北电力大学水利与水电工程学院

进行水库移民后期扶持效果评价有利于全面了解政策实施情况，及时发现问题并提出纠正对策。针对目前大多数后期扶持效果评价方法存在的主观性较强、可能导致评价结果失真等问题，提出了一种基于集对分析-可变模糊集的水库移民后期扶持... 详细信息

进行水库移民后期扶持效果评价有利于全面了解政策实施情况，及时发现问题并提出纠正对策。针对目前大多数后期扶持效果评价方法存在的主观性较强、可能导致评价结果失真等问题，提出了一种基于集对分析-可变模糊集的水库移民后期扶持效果评价方法。首先，参考文献和专家意见构建了水库移民后期效果的评价指标体系；其次，使用数据场势能函数计算初始聚类中心，再利用K-means聚类法进行指标分级；然后，采用熵权法确定指标权重，将集对分析和可变模糊集进行耦合提出了水库移民后期扶持效果的评价方法；最后，使用提出的评价方法对广东省大中型水库移民后期扶持政策实施情况进行了实例分析。结果表明，该方法能客观地反映当地移民后期扶持的效果，评价结果较为合理、可信。研究结果可为政府相关部门及实施机构的科学决策提供参考。

关键词：水库移民后期扶持集对分析可变模糊集效果评价

基于RF-LSTM模型的长江上游汛期日含沙量预测

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中国农村水利水电 2024年

作者：林天宙彭杨罗诗琦张志鸿华北电力大学水利与水电工程学院

含沙量预测对流域泥沙治理、水沙调控以及水质与水环境管理等具有重要意义。长江上游地区幅员广阔，支流众多，水沙来源复杂，对准确预测三峡入库含沙量过程构成了挑战。本文针对长江上游区间降雨和干支流来水来沙对寸滩站含沙量产生不... 详细信息

含沙量预测对流域泥沙治理、水沙调控以及水质与水环境管理等具有重要意义。长江上游地区幅员广阔，支流众多，水沙来源复杂，对准确预测三峡入库含沙量过程构成了挑战。本文针对长江上游区间降雨和干支流来水来沙对寸滩站含沙量产生不同程度的影响，提出了一种基于随机森林(random forest， RF)与长短时记忆(long short term memory， LSTM)神经网络结合的日含沙量预测深度学习模型RF-LSTM。首先，该模型利用RF算法筛选出与寸滩站日含沙量相关性强的水沙因子，然后将这些因子作为LSTM神经网络的输入变量，进一步识别出优选水沙因子与寸滩含沙量之间的映射关系，最后以长江上游向家坝至寸滩区间为研究区域，应用该模型对不同预见期下的寸滩站汛期日含沙量进行了预测，结果表明：与LSTM模型相比，RF-LSTM模型能较好地考虑预测因子对含沙量影响的滞后效应，且有效捕获与寸滩站日含沙量相关性强的特征，四种预见期下其在预测精度和性能方面均有较好表现，其中无预见期和预见期1 d时两种模型预测精度均较高，验证期的纳什效率系数均大于0.82，无预见期下RF-LSTM模型的纳什效率系数可达到0.91，相应的均方根误差和平均绝对误差分别较LSTM模型降低了13%和8%，且两种预见期下RF-LSTM模型可以较为准确捕获沙峰及峰现时间；当预见期增加至2 d和3 d时两种模型精度均有明显下降，但RF-LSTM模型计算精度仍优于LSTM模型。研究结果可为长江上游含沙量预测提供参考。

关键词：含沙量预测随机森林长短时记忆神经网络长江上游

基于CRITIC-加权灰色关联分析的年度洪涝灾情评估模型及应用

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中国农村水利水电 2024年

作者：李继清李阳黄可华北电力大学水利与水电工程学院

洪涝灾情评估能够直观呈现洪涝灾害强度和破坏程度，准确评估洪涝灾情是有针对性开展防洪减灾工作的基础。为充分表征洪涝灾害范围及深度，本文基于洪涝灾害的主要承灾体，从人口受灾、农作物受灾、房屋倒损、水利防洪设施损坏和经济损... 详细信息

洪涝灾情评估能够直观呈现洪涝灾害强度和破坏程度，准确评估洪涝灾情是有针对性开展防洪减灾工作的基础。为充分表征洪涝灾害范围及深度，本文基于洪涝灾害的主要承灾体，从人口受灾、农作物受灾、房屋倒损、水利防洪设施损坏和经济损失5个洪涝灾害主要影响层面筛选洪涝灾情评估指标，分目标层、因子层、指标层构建全国及各地区年度洪涝灾情评估指标体系；基于年度洪涝灾害等级和年度洪涝灾害综合损失程度评估年度洪涝灾情，通过耦合CRITIC权重法和灰色关联分析模型构建CRITIC-加权灰色关联分析模型进行年度洪涝灾害等级评估，采用灾情指数法进行年度洪涝灾害综合损失程度评估；基于ArcGIS直观呈现空间数据的优势，将各地区年度洪涝灾害等级及综合损失程度采用区划图的形式展现。基于以上方法对2006-2021年全国及各地区进行年度洪涝灾情评估，结果表明：在全国年度洪涝灾情评估结果中，2010年为特大洪涝灾害，2013年和2016年为重大洪涝灾害；在各地区年度洪涝灾情评估结果中，湖南省2006年和2017年、河南省2021年年度洪涝灾害等级达到特大洪涝灾害；历年洪涝灾情较重且灾情频次较高的省份依次是四川省、湖南、湖北、江西、广东、海南；基于CRITIC-加权灰色关联分析模型和灾情指数法的年度洪涝灾情评估结果，可作为地区开展防洪减灾工作的依据。

关键词：洪涝灾情评估灾害等级 CRITIC权重灰色关联分析灾情指数防洪减灾

基于人力资本视角的水库移民经济脆弱性问题研究

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：许桂生陈东明孙浩彭子威毛晓煜秦铭华北电力大学水利与水电工程学院

【目的】在全面脱贫的背景下，巩固水库移民脱贫攻坚成果，需要重点关注关乎移民未来福祉的经济脆弱性问题。促进人力资本积累是提升移民自我增收能力的重要途径，从人力资本视角研究水库移民的经济脆弱性问题对促进移民实现可持续生计... 详细信息

【目的】在全面脱贫的背景下，巩固水库移民脱贫攻坚成果，需要重点关注关乎移民未来福祉的经济脆弱性问题。促进人力资本积累是提升移民自我增收能力的重要途径，从人力资本视角研究水库移民的经济脆弱性问题对促进移民实现可持续生计具有重要意义。【方法】基于2021年GX自治区WZ市移民后期扶持监测评估工作中对603户移民的实地调查数据，采用预期的经济脆弱性测度方法对移民经济脆弱性进行了测算，并基于熵值法从教育、健康、工作经验三个维度构建了移民人力资本指数，在此基础上构建多元线性回归模型和中介效应模型考察了人力资本积累对移民经济脆弱性的影响机理。【结果】结果表明：（1）在人均收入中位数的60%相对贫困标准下，WZ市水库移民经济脆弱性均值为0.161，脆弱性移民户占比为13.9%。（2）促进人力资本积累能显著减缓移民经济脆弱性，人力资本指数每提高一个单位，WZ市水库移民经济脆弱性会减少20.6%。教育水平、健康水平和工作经验均对移民经济脆弱性具有显著的负向效应。（3）非农就业水平在人力资本积累缓解移民经济脆弱性这一过程中起到部分中介作用。【结论】研究实证检验了人力资本积累在缓解水库移民经济脆弱性这一过程中发挥的重要作用。建议在推动水利乡村振兴的过程中，通过后期扶持加大移民人力资本的开发，提高移民自我增收能力。

关键词：人力资本非农就业水库移民经济脆弱性后期扶持影响因素水利工程脱贫

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基于模糊评价的水库移民福利变化研究

中国农村水利水电 2024年第3期 183-189,197页

作者：刘菲姚凯文华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

随着乡村振兴战略的全面推进,水库移民工作迈入以共同富裕为本质要求、高质量发展为首要任务的新阶段,提出一种满足新需求的移民安置效果评价方法具有重要意义。基于阿马蒂亚·森的可行能力理论,建立全面的水库移民福利评价指标体系,通... 详细信息

随着乡村振兴战略的全面推进,水库移民工作迈入以共同富裕为本质要求、高质量发展为首要任务的新阶段,提出一种满足新需求的移民安置效果评价方法具有重要意义。基于阿马蒂亚·森的可行能力理论,建立全面的水库移民福利评价指标体系,通过模糊评价法分析搬迁前后移民的福利变化,探讨安置效果与帮扶方向。以出山店水库平桥区移民为研究实例分析表明,尽管移民部分福利指标在搬迁过程中受到损害,但安置完成后其整体福利得到提升。福利不平等分析表明,搬迁后移民内部福利差距拉大。建议制定移民安置与后扶规划时突出重点,因地制宜、因时而异。

关键词：水库移民福利可行能力理论模糊评价