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基于VMD和GA-BiLSTM组合模型的河流水质预测
1
作者
张海霞
李瑞
+3 位作者
王霞
赵泽霏
康彦付
孙岩
《环境工程技术学报》
北大核心
2025年第4期1181-1188,共8页
溶解氧(DO)是河流水质监测的关键指标之一,为了精准预测河流水体中DO浓度,融合变分模态分解(VMD)、遗传算法(GA)和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM),构建了VMD-GA-BiLSTM深度学习组合模型,对邢台市艾辛庄断面2020—2023年的DO浓度数据进...
溶解氧(DO)是河流水质监测的关键指标之一,为了精准预测河流水体中DO浓度,融合变分模态分解(VMD)、遗传算法(GA)和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM),构建了VMD-GA-BiLSTM深度学习组合模型,对邢台市艾辛庄断面2020—2023年的DO浓度数据进行了训练与测试,并与多个经典的深度学习模型(BiLSTM、GA-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM)预测结果进行对比。结果表明:VMD-GA-BiLSTM模型在测试集上的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数(R^(2))分别为0.149、0.135和0.974,相较于BiLSTM、GA-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM模型,RMSE分别降低0.464、0.307、0.290,MAE分别降低0.413、0.173、0.239,R^(2)分别提升了0.216、0.133、0.088,表明构建的模型预测精度最高。将构建模型应用于邢台市后西吴桥断面对pH、DO和氨氮3项水质指标进行验证,与其他经典模型相比,VMD-GA-BiLSTM模型的RMSE、MAE最小且R²最大,可见其在水质时间序列数据预测方面具高度的通用性和稳定性。VMD-GA-BiLSTM模型能够准确预测DO浓度以及其他水质指标浓度,为水资源的可持续利用和水环境保护提供科学依据。
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关键词
河流
水质预测
溶解氧
变分模态分解
遗传算法
双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)
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职称材料
人类活动对岳城水库入库径流量影响的识别研究
被引量:
4
2
作者
李保敏
瞿常杰
+1 位作者
康彦付
吴旭
《水文》
CSCD
北大核心
2010年第6期61-64,共4页
以岳城水库控制区为研究对象,应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了1956~2008年降水量和入库径流量的变化特征。分析发现降水量系列变化趋势不明显,而入库径流量系列呈显著性下降趋势,且1964年和1977年为显著突变点。...
以岳城水库控制区为研究对象,应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了1956~2008年降水量和入库径流量的变化特征。分析发现降水量系列变化趋势不明显,而入库径流量系列呈显著性下降趋势,且1964年和1977年为显著突变点。通过对不同系列影响程度定量分析,人类活动对入库径流的影响程度大于气候变化,且主要表现在水利工程方面。
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关键词
人类活动
入库径流量
Kendall检验
有序聚类
突变点
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职称材料
清漳河流域径流变化特征及其影响因素分析
被引量:
1
3
作者
李保敏
康彦付
吴景峰
《南水北调与水利科技》
CAS
CSCD
2011年第A02期96-98,共3页
应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了清漳河流域1956年-2008年径流量的变化特征。分析发现径流量系列呈显著性下降趋势,且1977年为显著突变点。通过对径流量的影响因素定量分析发现,清漳河流域径流量的变化是降水量...
应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了清漳河流域1956年-2008年径流量的变化特征。分析发现径流量系列呈显著性下降趋势,且1977年为显著突变点。通过对径流量的影响因素定量分析发现,清漳河流域径流量的变化是降水量和人类活动共同影响的结果,且降水量的影响程度大于人类活动影响。
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关键词
清漳河流域
Kendall检验
有序聚类
突变点
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职称材料
基于K_(c)和NDVI关系的蒸散发量空间尺度提升及时空变化
4
作者
李建柱
逯清
+2 位作者
张婷
张博
康彦付
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期417-426,共10页
为探究流域长时序高空间分辨率蒸散发量计算对区域水资源开发利用、水利工程规划设计及农业可持续发展的重要意义,以河北省邢台市柳林流域为研究对象,基于Penman-Monteith模型和蒸渗仪实测蒸散发数据计算不同时期的流域作物系数(Kc),并...
为探究流域长时序高空间分辨率蒸散发量计算对区域水资源开发利用、水利工程规划设计及农业可持续发展的重要意义,以河北省邢台市柳林流域为研究对象,基于Penman-Monteith模型和蒸渗仪实测蒸散发数据计算不同时期的流域作物系数(Kc),并建立Kc与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)的关系,利用250 m分辨率NDVI产品将蒸渗仪测算的蒸散发量升尺度到柳林流域,计算流域各网格2000—2021年的蒸散发量,分析蒸散发量的时空变化规律。结果表明:柳林流域多年平均潜在蒸散发量为1135.6 mm,呈下降趋势;多年平均蒸散发量为591.4 mm,呈上升趋势。蒸散发量在空间上西北高东南低,四季蒸散发量空间分布特征与多年平均蒸散发量一致,且季节上分配不均。基于NDVI估算的蒸散发量与水量平衡法计算的蒸散发量2000—2020年多年平均相对误差为7.9%,说明利用Kc与NDVI关系可以较精确地对蒸散发量进行空间尺度提升。
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关键词
蒸散发空间尺度提升
Penman-Monteith模型
作物系数
归一化植被指数
空间分布
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职称材料
基于农田种植作物条件下土壤含水量变化规律探究
5
作者
康彦付
陈峨印
《南方农业》
2018年第6期152-153,共2页
土壤含水量变化,对农作物生长至关重要。通过对不同埋深、不同时段的土壤含水量变化特征分析,可为土壤墒情预测预报提供科学依据。基于此,利用新河县张神首村土壤墒情监测站的墒情监测资料,采用趋势法对不同埋深的土壤含水量随季节变化...
土壤含水量变化,对农作物生长至关重要。通过对不同埋深、不同时段的土壤含水量变化特征分析,可为土壤墒情预测预报提供科学依据。基于此,利用新河县张神首村土壤墒情监测站的墒情监测资料,采用趋势法对不同埋深的土壤含水量随季节变化情况进行分析,结果表明,土壤含水量变化受降水量、灌溉、蒸发等多种因素的影响。掌握其变化规律,可为农业生产高产稳产提供科学依据。
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关键词
土壤含水量
监测
体积含水量
变化规律
邢台市
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职称材料
不同种植模式下土壤含水量变化特征分析
6
作者
陈峨印
康彦付
《现代农业科技》
2018年第10期225-226,共2页
本文利用2005—2015年新河县张神首土壤墒情监测站的监测资料,分析水浇地作物与水浇地白地土壤含水量,掌握不同种植条件下土壤含水量的变化规律。结果表明,3月1日至4月21日,水浇地作物土壤含水量>水浇地白地土壤含水量;5月1日至6月21...
本文利用2005—2015年新河县张神首土壤墒情监测站的监测资料,分析水浇地作物与水浇地白地土壤含水量,掌握不同种植条件下土壤含水量的变化规律。结果表明,3月1日至4月21日,水浇地作物土壤含水量>水浇地白地土壤含水量;5月1日至6月21日,水浇地作物土壤含水量<水浇地白地土壤含水量;9月1日至11月21日,水浇地作物土壤含水量>水浇地白地土壤含水量。农作物灌溉期间,应考虑作物生长需水量进行适时灌溉,充分利用土壤含水量,以达到节水的目的。
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关键词
土壤含水量
种植模式
变化特征
节水
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职称材料
题名
基于VMD和GA-BiLSTM组合模型的河流水质预测
1
作者
张海霞
李瑞
王霞
赵泽霏
康彦付
孙岩
机构
河北工程大学能源与环境工程学院
河北省大气污染成因与影响重点实验室
河北省邢台水文勘测研究中心
出处
《环境工程技术学报》
北大核心
2025年第4期1181-1188,共8页
基金
河北省自然科学基金青年基金项目(B2024402004)
河北省高等学校科学研究项目(QN2023139)。
文摘
溶解氧(DO)是河流水质监测的关键指标之一,为了精准预测河流水体中DO浓度,融合变分模态分解(VMD)、遗传算法(GA)和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM),构建了VMD-GA-BiLSTM深度学习组合模型,对邢台市艾辛庄断面2020—2023年的DO浓度数据进行了训练与测试,并与多个经典的深度学习模型(BiLSTM、GA-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM)预测结果进行对比。结果表明:VMD-GA-BiLSTM模型在测试集上的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数(R^(2))分别为0.149、0.135和0.974,相较于BiLSTM、GA-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM模型,RMSE分别降低0.464、0.307、0.290,MAE分别降低0.413、0.173、0.239,R^(2)分别提升了0.216、0.133、0.088,表明构建的模型预测精度最高。将构建模型应用于邢台市后西吴桥断面对pH、DO和氨氮3项水质指标进行验证,与其他经典模型相比,VMD-GA-BiLSTM模型的RMSE、MAE最小且R²最大,可见其在水质时间序列数据预测方面具高度的通用性和稳定性。VMD-GA-BiLSTM模型能够准确预测DO浓度以及其他水质指标浓度,为水资源的可持续利用和水环境保护提供科学依据。
关键词
河流
水质预测
溶解氧
变分模态分解
遗传算法
双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)
Keywords
river
water quality prediction
dissolved oxygen(DO)
variational mode decomposition
Genetic Algorithm(GA)
Bidirectional Long Short-term Memory(BiLSTM)
分类号
X522 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
人类活动对岳城水库入库径流量影响的识别研究
被引量:
4
2
作者
李保敏
瞿常杰
康彦付
吴旭
机构
河北省邯郸水文水资源勘测局
河北省邢台水文水资源勘测局
出处
《水文》
CSCD
北大核心
2010年第6期61-64,共4页
文摘
以岳城水库控制区为研究对象,应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了1956~2008年降水量和入库径流量的变化特征。分析发现降水量系列变化趋势不明显,而入库径流量系列呈显著性下降趋势,且1964年和1977年为显著突变点。通过对不同系列影响程度定量分析,人类活动对入库径流的影响程度大于气候变化,且主要表现在水利工程方面。
关键词
人类活动
入库径流量
Kendall检验
有序聚类
突变点
Keywords
human activity
inflow of reservoir
Kendall inspection
sequential cluster method
mutational point
分类号
P338 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
清漳河流域径流变化特征及其影响因素分析
被引量:
1
3
作者
李保敏
康彦付
吴景峰
机构
河北省邯郸水文水资源勘测局
河北省邢台水文水资源勘测局
河北省衡水水文水资源勘测局
出处
《南水北调与水利科技》
CAS
CSCD
2011年第A02期96-98,共3页
文摘
应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了清漳河流域1956年-2008年径流量的变化特征。分析发现径流量系列呈显著性下降趋势,且1977年为显著突变点。通过对径流量的影响因素定量分析发现,清漳河流域径流量的变化是降水量和人类活动共同影响的结果,且降水量的影响程度大于人类活动影响。
关键词
清漳河流域
Kendall检验
有序聚类
突变点
Keywords
Qingzhang river basin
Kendall inspection
sequential cluster method
mutational site
分类号
TV121 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于K_(c)和NDVI关系的蒸散发量空间尺度提升及时空变化
4
作者
李建柱
逯清
张婷
张博
康彦付
机构
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
河北省邢台水文勘测研究中心
出处
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期417-426,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52079086,52279022)。
文摘
为探究流域长时序高空间分辨率蒸散发量计算对区域水资源开发利用、水利工程规划设计及农业可持续发展的重要意义,以河北省邢台市柳林流域为研究对象,基于Penman-Monteith模型和蒸渗仪实测蒸散发数据计算不同时期的流域作物系数(Kc),并建立Kc与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)的关系,利用250 m分辨率NDVI产品将蒸渗仪测算的蒸散发量升尺度到柳林流域,计算流域各网格2000—2021年的蒸散发量,分析蒸散发量的时空变化规律。结果表明:柳林流域多年平均潜在蒸散发量为1135.6 mm,呈下降趋势;多年平均蒸散发量为591.4 mm,呈上升趋势。蒸散发量在空间上西北高东南低,四季蒸散发量空间分布特征与多年平均蒸散发量一致,且季节上分配不均。基于NDVI估算的蒸散发量与水量平衡法计算的蒸散发量2000—2020年多年平均相对误差为7.9%,说明利用Kc与NDVI关系可以较精确地对蒸散发量进行空间尺度提升。
关键词
蒸散发空间尺度提升
Penman-Monteith模型
作物系数
归一化植被指数
空间分布
Keywords
evapotranspiration scaling up in space
Penman-Monteith model
crop coefficient
normalized difference vegetation index
spatial distribution
分类号
TV213 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于农田种植作物条件下土壤含水量变化规律探究
5
作者
康彦付
陈峨印
机构
河北省邢台水文水资源勘测局
出处
《南方农业》
2018年第6期152-153,共2页
文摘
土壤含水量变化,对农作物生长至关重要。通过对不同埋深、不同时段的土壤含水量变化特征分析,可为土壤墒情预测预报提供科学依据。基于此,利用新河县张神首村土壤墒情监测站的墒情监测资料,采用趋势法对不同埋深的土壤含水量随季节变化情况进行分析,结果表明,土壤含水量变化受降水量、灌溉、蒸发等多种因素的影响。掌握其变化规律,可为农业生产高产稳产提供科学依据。
关键词
土壤含水量
监测
体积含水量
变化规律
邢台市
分类号
S152.7 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
不同种植模式下土壤含水量变化特征分析
6
作者
陈峨印
康彦付
机构
河北省邢台水文水资源勘测局
出处
《现代农业科技》
2018年第10期225-226,共2页
文摘
本文利用2005—2015年新河县张神首土壤墒情监测站的监测资料,分析水浇地作物与水浇地白地土壤含水量,掌握不同种植条件下土壤含水量的变化规律。结果表明,3月1日至4月21日,水浇地作物土壤含水量>水浇地白地土壤含水量;5月1日至6月21日,水浇地作物土壤含水量<水浇地白地土壤含水量;9月1日至11月21日,水浇地作物土壤含水量>水浇地白地土壤含水量。农作物灌溉期间,应考虑作物生长需水量进行适时灌溉,充分利用土壤含水量,以达到节水的目的。
关键词
土壤含水量
种植模式
变化特征
节水
Keywords
soil moisture content
planting pattern
change characteristic
water saving
分类号
S152.7 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于VMD和GA-BiLSTM组合模型的河流水质预测
张海霞
李瑞
王霞
赵泽霏
康彦付
孙岩
《环境工程技术学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
人类活动对岳城水库入库径流量影响的识别研究
李保敏
瞿常杰
康彦付
吴旭
《水文》
CSCD
北大核心
2010
4
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职称材料
3
清漳河流域径流变化特征及其影响因素分析
李保敏
康彦付
吴景峰
《南水北调与水利科技》
CAS
CSCD
2011
1
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职称材料
4
基于K_(c)和NDVI关系的蒸散发量空间尺度提升及时空变化
李建柱
逯清
张婷
张博
康彦付
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
5
基于农田种植作物条件下土壤含水量变化规律探究
康彦付
陈峨印
《南方农业》
2018
0
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职称材料
6
不同种植模式下土壤含水量变化特征分析
陈峨印
康彦付
《现代农业科技》
2018
0
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职称材料
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