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WD-WNN-LSTM组合模型在东北寒区河流水沙模拟中的应用

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水文 2024年第4期44卷 32-37页

作者：刘圣涵吕岩王仰光顾振宇周翠宁天津大学天津300072 黑龙江省水文水资源中心佳木斯分中心黑龙江佳木斯154000 苏州大学江苏苏州215006 黑龙江省水文水资源中心黑龙江哈尔滨150001

为分析河流水沙演变规律、预测水沙变化趋势,根据典型河流年径流量、输沙量等水文站实测系列资料,建立适用于北方寒区河流特征的WD-WNN-LSTM组合模型,并将其结果与LSTM模型、WNN模型预测结果进行对比分析。研究表明:组合模型在年径流量... 详细信息

为分析河流水沙演变规律、预测水沙变化趋势,根据典型河流年径流量、输沙量等水文站实测系列资料,建立适用于北方寒区河流特征的WD-WNN-LSTM组合模型,并将其结果与LSTM模型、WNN模型预测结果进行对比分析。研究表明:组合模型在年径流量与输沙量预测中较其他模型在准确率方面有较大提升,较适合东北寒区河流的水沙模拟。

关键词：东北寒区水沙预测 WD-WNN-LSTM模型

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黑龙江省主要河流封冻日期变化特征及预测

冰川冻土 2024年第3期46卷 1006-1018页

作者：陈霞肖兴涛李永生王芳张丽娟刘栋黄玉桃赵余峰哈尔滨师范大学寒区监测与信息服务重点实验室黑龙江哈尔滨150025 黑龙江省气候中心黑龙江哈尔滨150030 黑龙江省水文水资源中心黑龙江哈尔滨150001 黑龙江省气象局黑龙江哈尔滨150008

河冰是冰冻圈的重要组成部分。在气候变暖背景下,对黑龙江省主要河流的封冻日期进行研究,可为该地区防凌减灾提供科学依据。本文基于1962—2020年黑龙江省水文观测站封冻日期观测资料,利用Mann-Kendall检验、相关分析方法,探讨了黑龙江... 详细信息

河冰是冰冻圈的重要组成部分。在气候变暖背景下,对黑龙江省主要河流的封冻日期进行研究,可为该地区防凌减灾提供科学依据。本文基于1962—2020年黑龙江省水文观测站封冻日期观测资料,利用Mann-Kendall检验、相关分析方法,探讨了黑龙江省主要河流封冻日期在气象要素的影响下随时间变化的特征,并采用信息扩散理论、线性回归分析方法对封冻日期进行了模拟预测。结果表明,1962—2020年松花江哈尔滨站、嫩江江桥站、黑龙江黑河站和乌苏里江饶河站平均封冻日期在11月12—22日之间,分别在1970年、2005年、2000年、2012年发生突变。1962—2020年黑龙江省四大江的封冻日期均呈推迟趋势,其中江桥站、黑河站封冻日期表现为显著推迟趋势(P<0.05),59年来分别推迟了15 d、8 d,变化速率分别为2.46 d·(10a)^(-1)、1.35 d·(10a)^(-1)。处于纬度相对较高地区的江桥站、黑河站封冻日期主要受11月上旬平均气温、地表气温、最低气温影响,而纬度相对较低的哈尔滨站、饶河站主要受11月中旬平均气温、地表气温、最低气温影响。当负积温为-180℃时,出现封冻的概率达到80%~90%;当负积温达到-240℃时,基本全部冻结。本文基于平均气温、地表气温、最低气温等关键因子所构建的多元线性回归模型预报精度均在80%以上。

关键词：封冻日期河冰冰情预报气候变化黑龙江省

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黑龙江省主要河流封江日期变化特征及预测

冰川冻土 2024年

作者：陈霞肖兴涛李永生王芳张丽娟刘栋黄玉桃赵余峰哈尔滨师范大学寒区监测与信息服务重点实验室黑龙江省水文水资源中心黑龙江省气候中心黑龙江省气象局

河冰是冰冻圈的重要组成部分。在气候变暖背景下，对黑龙江省主要河流的封江日期进行研究，可为该地区防凌减灾提供科学依据。本文基于1962—2020年黑龙江省水文观测站封江日期观测资料，利用Mann-Kendall检验、相关分析方法，探讨了黑... 详细信息

河冰是冰冻圈的重要组成部分。在气候变暖背景下，对黑龙江省主要河流的封江日期进行研究，可为该地区防凌减灾提供科学依据。本文基于1962—2020年黑龙江省水文观测站封江日期观测资料，利用Mann-Kendall检验、相关分析方法，探讨了黑龙江省主要河流封江日期在气象要素的影响下随时间变化的特征，并采用信息扩散理论、线性回归分析方法对封江日期进行了模拟预测。结果表明，1962—2020年松花江哈尔滨站、嫩江江桥站、黑龙江黑河站和乌苏里江饶河站平均封江日期在11月12—22日之间，分别在1970年、2005年、2012年、2012年发生突变。1962—2020年黑龙江省四大江的封江日期均呈推迟趋势，其中江桥站、饶河站封江日期表现为显著推迟趋势(P<0.05),59年来分别推迟了15 d、8 d，变化速率分别为2.46 d·(10a)-1、1.35 d·(10a)-1。处于纬度相对较高地区的江桥站、黑河站封江日期主要受11月上旬平均气温、地表气温、最低气温影响，而纬度相对较低的哈尔滨站、饶河站主要受11月中旬平均气温、地表气温、最低气温影响。当负积温为-180℃时，出现封江的概率达到80%～90%；当负积温达到-240℃时，基本全部冻结。本文基于平均气温、地表气温、最低气温等关键因子所构建的多元线性回归模型预报精度均在80%以上。

关键词：封江日期变化特征影响因素预测黑龙江省

基于灰色关联度-突变理论模型的黑龙江上游凌汛灾害风险评价

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中国农村水利水电 2024年第6期 105-113,123页

作者：徐鸿勋李昱肖兴涛韩红卫黑龙江省水文水资源中心黑龙江哈尔滨150001 东北农业大学水利与土木工程学院黑龙江哈尔滨150030 黑龙江省寒区水资源与水利工程重点实验室黑龙江哈尔滨150030

在高纬度和高海拔地区河流凌汛现象频繁发生,常导致冰塞或冰坝洪水,严重威胁人身和财产安全。因此,全面考虑各因素进行科学的风险评价是预防凌汛灾害风险的首要前提和必然要求。研究基于突变理论构建凌汛灾害风险评价模型,引入灰色关联... 详细信息

在高纬度和高海拔地区河流凌汛现象频繁发生,常导致冰塞或冰坝洪水,严重威胁人身和财产安全。因此,全面考虑各因素进行科学的风险评价是预防凌汛灾害风险的首要前提和必然要求。研究基于突变理论构建凌汛灾害风险评价模型,引入灰色关联度分析法进行基础指标排序,对黑龙江上游地区凌汛灾害风险进行评价。鉴于不同指标之间的相互关联性,采用皮尔逊相关系数法精简指标集并选取代表性年份,依据代表年风险排序与层次聚类分析-突变理论所得结果进行比较。结果表明:在水文、气象、社会、经济等多因素影响下,2000年至2020年期间黑龙江上游漠河、塔河、呼玛三区凌汛灾害风险水平整体均呈现先增大后减小的趋势。其中,积雪深度、水位、冰厚、气温等要素与凌汛灾害发生频率之间表现出极高的相关性,而人口、农业、经济、医疗等社会因素也对洪水发生后的风险水平产生影响。漠河河段因其复杂陡峭的河流地形、恶劣的气候条件以及相对较高的人口密度,整体呈现出较高的风险水平。灰色关联度-突变理论模型风险隶属度值分布在0.85至0.93之间,且较层次聚类分析-突变理论模型具有更优的风险排序和安全裕度,验证了该模型在凌汛灾害风险评价中的有效性和实用性,为凌汛灾害风险研究提供了新的科学方法和理论依据。

关键词：凌汛灾害突变理论灰色关联度风险分析黑龙江

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基于SWAT模型的呼兰河流域生态流量计算

湿地科学 2024年第2期22卷 181-190页

作者：刘庚炜戴长雷肖瑞晗张义鑫苏泉冲黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江大学寒区地下水研究所黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省寒区水文与水利工程联合实验室(国际合作) 黑龙江哈尔滨150080

人类活动极大地改变了河流的水文过程,随着全球水能资源开发利用强度的提高,与水有关的生态环境问题日益突出。呼兰河是松花江左岸的一级支流,是流域内居民用水与农田灌溉的主要水源地,呼兰河的生态安全对流域的经济发展和农业安全有着... 详细信息

人类活动极大地改变了河流的水文过程,随着全球水能资源开发利用强度的提高,与水有关的生态环境问题日益突出。呼兰河是松花江左岸的一级支流,是流域内居民用水与农田灌溉的主要水源地,呼兰河的生态安全对流域的经济发展和农业安全有着重大影响。为了确定在不同标准下呼兰河流域的生态流量,利用SWAT模型,模拟呼兰河流域的天然径流过程与实际径流过程并进行生态补水研究。结果表明,呼兰河流域的开发利用程度较大,人类活动影响下其径流空间的分布格局有所变化;呼兰河80%以上区域的生态流量需求都满足Tennant法中“好”的标准等级;汛期的生态流量需求远大于非汛期;非汛期的缺水程度大于汛期,应在非汛期进行跨流域调水以防止出现河道断流的情况。量化了呼兰河各子流域的生态流量保证程度,能够为呼兰河的开发与利用提供理论指导。

关键词： SWAT模型水文模型径流模拟呼兰河流域生态流量

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利用对偶图形计算河流断面面积方法初探

东北水利水电 2024年第3期42卷 21-22,32页

作者：董海涛张常俊刘晓凤黑龙江省水文水资源中心哈尔滨分中心黑龙江哈尔滨150010 黑龙江省水文水资源中心黑龙江哈尔滨150001

常规的河流断面面积计算是从一侧趋近曲线断面面积的真实值。对偶面积计算方法是利用断面切线形成断面面积图,并将该方法形成的断面与实测断面相结合形成新的测流断面,从而对面积进行计算的一种方法。本文以呼兰河兰西站为例,引进对偶... 详细信息

常规的河流断面面积计算是从一侧趋近曲线断面面积的真实值。对偶面积计算方法是利用断面切线形成断面面积图,并将该方法形成的断面与实测断面相结合形成新的测流断面,从而对面积进行计算的一种方法。本文以呼兰河兰西站为例,引进对偶图形计算河流断面面积,并通过与常规方法比较,评价该方法在断面面积计算上的适用性。结果表明,对偶图形计算方法更加接近断面的真实值,可以提高断面面积的计算精度。

关键词：对偶点折线切折线断面线面积

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遥感技术在水文水资源勘测中的创新应用研究

科技资讯 2024年第8期22卷 190-192页

作者：宣旭鹏黑龙江省水文水资源中心黑龙江哈尔滨150001

遥感技术作为新型的勘查技术,将其引入水文水资源勘测中,可增强水文资源勘查效率、简化工作流程,保证数据的时效性水平,以准确判断水资源状况。基于此,在遥感技术概念与特点的基础上,重点分析了遥感技术在水资源监测与应用、监测降水量... 详细信息

遥感技术作为新型的勘查技术,将其引入水文水资源勘测中,可增强水文资源勘查效率、简化工作流程,保证数据的时效性水平,以准确判断水资源状况。基于此,在遥感技术概念与特点的基础上,重点分析了遥感技术在水资源监测与应用、监测降水量、预测径流量、保护水资源、监测蒸发量、防灾减灾等水资源勘测中的具体应用,最后给出了两点遥感技术应用的注意事项,以提高水资源勘测数据的准确性。

关键词：遥感技术水文水资源勘测勘测技术防灾减灾

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基于无人机航测成果的洪峰流量推算

东北农业大学学报 2024年第4期55卷 62-72页

作者：李世强孙永贺王子龙黑龙江省水文水资源中心哈尔滨150001 带岭径流实验站黑龙江伊春153000 东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030

因山丘区小流域暴雨洪水洪峰流量实测困难,为及时掌握暴雨洪水特征参数,亟须完成洪峰流量推算工作。无人机航空摄影测量装备的发展为暴雨洪水应急调查工作提供新思路。研究利用无人机航测效率高、数据成果丰富等特点,在不依赖地面实测... 详细信息

因山丘区小流域暴雨洪水洪峰流量实测困难,为及时掌握暴雨洪水特征参数,亟须完成洪峰流量推算工作。无人机航空摄影测量装备的发展为暴雨洪水应急调查工作提供新思路。研究利用无人机航测效率高、数据成果丰富等特点,在不依赖地面实测数据前提下,基于高精度航测成果DOM(Digital orthophoto map)和DSM(Digital surface model)提取河道高程、洪痕边界和糙率等计算参数,结合比降-面积法(曼宁公式)提出一种推算洪峰流量新方法。以东风沟“7·12”暴雨洪水为例,提取15组断面数据、按三种比降取值方案推算洪峰流量,以GNSS-RTK测量数据推算的洪峰流量为标准值检验该方法。均值检验结果显示,该方法成果样本均值与检验值差别不显著(P>0.05);流量测验精度评定显示该方法成果精度满足三类精度水文站标准(随机不确定度<15、系统误差<±2)。综合分析显示,该方法与GNSS-RTK测量数据推算洪峰流量在外业效率、环境适应性、数据种类和数量等方面具有优势,证明将无人机航测高精度成果与典型洪峰流量公式相结合的可行性。研究结果为山丘区小流域暴雨洪水洪峰流量推算、洪水调查等工作提供参考。

关键词：无人机航测 DOM DSM 比降-面积法洪峰流量总随机不确定度

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黑龙江省水文水资源特性

水利水电技术 1992年第3期23卷 47-50页

作者：马训黑龙江省水文总站

黑龙江省地处祖国东北边疆,总面积45.4万km^2。受特定的气候和下垫面条件影响,加之人类活动因素的制约,使我省水文水资源特性与其他省(区)存在较大的差异。(一)降水全省多年平均年降水量为531.4mm。

关键词：水文水资源黑龙江降水蒸发量