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基于CNN-BiLSTM模型的平原型水库洪水预报研究 被引量：1
1
作者 赵忠峰 王雪妮 +3 位作者 晋华 郑婕 刘晓东 郭园 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期10-14,共5页
在平原型水库反推入库流量过程中,存在明显的噪声干扰,导致传统的洪水预报方法精度下降。对此,提出一种结合卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)的入库洪水预报模型,该模型采用CNN的卷积层挖掘入库洪水数据中的深层特征... 在平原型水库反推入库流量过程中,存在明显的噪声干扰,导致传统的洪水预报方法精度下降。对此,提出一种结合卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)的入库洪水预报模型,该模型采用CNN的卷积层挖掘入库洪水数据中的深层特征信息,并赋予不重要特征较低的权重,以便模型更加专注于对目标任务关键的特征信息。此外,利用BiLSTM处理流量序列中的长期依赖问题,通过其遗忘门有选择性地过滤掉权重较低的特征信息,实现对入库洪水过程的准确预测。最后,基于不同预见期评估所构建模型在安徽省合肥市大房郢水库入库洪水预报中的精准度。结果表明,4 h预见期下CNN-BiLSTM模型在入库洪水预报中具有更高的预报精度,相比BiLSTM模型和新安江(XAJ)模型,其确定性系数(D_(DC))分别提升9.9%、39.0%,均方根误差(R_(RMSE))和相对偏差(B_(BIAS))分别降低34.6%、17.1%和148.6%、20.6%。研究成果可为反推入库流量过程的平原型水库入库洪水预报提供新思路和技术支持。 展开更多
关键词 平原型水库 卷积神经网络 双向长短期记忆神经网络 入库洪水预报
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极端降水对陕西省农业生产的影响 被引量：2
2
作者 罗兴树 章数语 +3 位作者 郭园 霍云超 高学睿 赵西宁 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期339-347,398,共10页
为探究变化环境下极端降水对陕西农业生产的影响,依据陕西省2010—2020年降水数据,结合地形、植被覆盖和社会经济等特征,将HEV(危险性指数、暴露度指数、脆弱性指数)风险评价体系应用于极端降水对陕西省农业生产的影响评价当中,形成风... 为探究变化环境下极端降水对陕西农业生产的影响,依据陕西省2010—2020年降水数据,结合地形、植被覆盖和社会经济等特征,将HEV(危险性指数、暴露度指数、脆弱性指数)风险评价体系应用于极端降水对陕西省农业生产的影响评价当中,形成风险分布图。研究表明:咸阳市南部、西安市北部以及汉中市中部地区由于地势较低,河网众多,受极端降水的影响较大,风险指数高于0.8,属于高风险地区;陕北的榆林地区由于农业经济密度较低(小于400万元/km2),农业生产受极端降水影响较小,而汉中市北部则由于植被覆盖度高、地形坡度大,受极端降水影响较小,均属于低风险地区。分析极端降水对陕西省农业生产影响的空间分布特征以及原因,可为变化环境下陕西省农业生产防洪减灾提供理论依据。 展开更多
关键词 气候变化 陕西 极端降雨 农业生产 风险评估
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典型城市功能区雨水径流溶解性有机质特征及污染源解析 被引量：2
3
作者 侯思远 胡德秀 +4 位作者 马龙 刘子晨 马勃 杨霄 胡长玲 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1292-1302,共11页
溶解性有机质(DOM)是城市雨水径流中有机污染物的重要组分,可与重金属、多环芳烃等污染物络合,对城市受纳水体造成危害。为探究雨水径流DOM的特性及污染来源,以西安市主城区为例,采集3个功能区(文教区、交通区和商业区)不同下垫面的径... 溶解性有机质(DOM)是城市雨水径流中有机污染物的重要组分,可与重金属、多环芳烃等污染物络合,对城市受纳水体造成危害。为探究雨水径流DOM的特性及污染来源,以西安市主城区为例,采集3个功能区(文教区、交通区和商业区)不同下垫面的径流样品,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析和红外光谱技术,分析DOM组分类型及变化特征,并采用主成分-多元线性回归模型(PCA-MLR)进行污染源解析。结果表明:①除TP以外,3个功能区雨水径流的常规水质指标均未达到GB 3838−2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类水质标准,路面径流DOM含量均高于屋面径流,其中,交通区DOM污染最为严重(42.17~58.80 mg/L),其次是商业区(27.37~54.72 mg/L)。②雨水径流共解析出3类6种荧光组分,路面径流DOM组分较屋面径流更为复杂,前者包括4种腐殖质、1种富里酸和1种类蛋白,后者包括3种腐殖质和1种富里酸,且随着降雨历时的延长,DOM各组分含量呈现下降趋势。③各功能区路面径流DOM所含的主要官能团种类相同,包括−OH、−COOH和苯环等官能团,以及C=C、C=O等不饱和键,其不随降雨历时的变化而改变。④源解析发现,屋面径流DOM污染源包括大气沉降污染(贡献率为44.2%)、屋面材料析出物与交通污染(贡献率为55.8%);路面径流DOM污染源包括交通活动污染(贡献率为39.8%)、大气沉降与土壤侵蚀污染(贡献率为22.4%)、生活污染(贡献率为37.8%)。研究显示,西安市各功能区不同下垫面DOM存在明显的结构性及来源差异,研究成果可为从源头控制城市水环境污染问题提供科学依据。 展开更多
关键词 雨水径流 溶解性有机质(DOM) 荧光特征 源解析 西安市
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基于梯度下降法的大房郢水库洪水预报模型参数率定及适用性研究
4
作者 郭园 赵忠峰 +3 位作者 杨党锋 刘晓东 高学睿 王雪妮 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期10-16,共7页
大房郢水库长期承担合肥市的防洪、供水任务,准确可靠地开展洪水预报对当地防汛抗旱工作具有重要意义。分别采用新安江模型和前期影响雨量(antecedent precipitation index,API)模型构建大房郢水库入库洪水预报模型,基于梯度下降法对模... 大房郢水库长期承担合肥市的防洪、供水任务,准确可靠地开展洪水预报对当地防汛抗旱工作具有重要意义。分别采用新安江模型和前期影响雨量(antecedent precipitation index,API)模型构建大房郢水库入库洪水预报模型,基于梯度下降法对模型参数进行优选,并以方案合格率作为评价指标,对2种模型在该水库的适用性进行分析。结果表明:新安江模型和API模型预报方案合格率均为90.7%,预报精度达到甲等;2种模型在不同预报项目中各有优势,对于洪峰和峰现时差,API模型预报效果更好,预报合格率分别为88.9%和100%,较新安江模型分别提高6.7%和5.9%;对于径流深,新安江模型预报效果更为理想,预报合格率可达94.4%,相对于API模型其提升幅度约13.3%。此外,API模型更适用于单式洪水预报,而新安江模型则更适用于复式洪水预报。研究成果可为提升大房郢水库入库洪水预报精度提供理论依据。 展开更多
关键词 大房郢水库 新安江模型 API模型 梯度下降法 入库洪水预报
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不同级配粗颗粒材料动力特性试验研究 被引量：6
5
作者 傅华 赵大海 +1 位作者 韩华强 凌华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2279-2284,共6页
级配是粗颗粒材料最基本特征,根据大量试验结果和长期积累的试验经验,总结出了试验级配缩制的具体原则,并基于粗颗粒材料中小于等于5 mm粒径含量变化,分析了级配优劣对其充填关系的影响,级配越优,粗颗粒材料的充填关系越好,粗颗粒材料... 级配是粗颗粒材料最基本特征,根据大量试验结果和长期积累的试验经验,总结出了试验级配缩制的具体原则,并基于粗颗粒材料中小于等于5 mm粒径含量变化,分析了级配优劣对其充填关系的影响,级配越优,粗颗粒材料的充填关系越好,粗颗粒材料能达到较大的干密度,反之则越差,粗颗粒材料也难以获得较大的干密度。级配的优劣对堆石料动力特性的影响在低围压状态下并不明显,随着围压的升高,级配优的堆石料动力特性指标明显变优;砂砾料由于颗粒浑圆度较好,级配的优劣对其动力特性的影响逐渐减弱。针对上述级配对粗颗粒材料动力特性的影响规律,对于高土石坝来说有必要采用级配优的粗颗粒材料作为坝体的填筑料,通过其在高应力条件下力学性能的优势来控制坝体整体变形和提高其抗震性能。 展开更多
关键词 级配特性 粗颗粒材料 动力特性 影响因素 试验研究
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干旱指数在四川省的适用性分析 被引量：14
6
作者 潘妮 卫仁娟 +2 位作者 詹存 梁川 徐正东 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2017年第4期71-78,共8页
干旱灾害频发严重制约着四川省的农业发展,为合理分析四川省干旱情况,干旱指数的选择尤为重要。本文基于四川省39个气象站点1960年-2013年的气象资料,分别计算1961年、1994年、2006年和2009年-2010年各站点相对湿润指数M、气象干旱综合... 干旱灾害频发严重制约着四川省的农业发展,为合理分析四川省干旱情况,干旱指数的选择尤为重要。本文基于四川省39个气象站点1960年-2013年的气象资料,分别计算1961年、1994年、2006年和2009年-2010年各站点相对湿润指数M、气象干旱综合指数CI、标准化降水指数SPI和标准化降水蒸散指数SPEI,利用Arcgis反距离插值法进行空间插值,并与中国气象灾害大典记录的四川省典型年干旱情况进行对比分析,进而评价四种干旱指数在四川省的适用性。结果表明:对于1961年夏旱,M指数和CI指数均表现出无旱或轻旱,SPI指数结果较实际情况偏小,SPEI指数监测出了干旱的重灾区,效果在四个干旱指标中最好;1994年夏伏旱,M指数监测结果偏小;CI指数出现了空报,对川东地区和川西高原的监测结果偏小,SPEI指数在达县、巴中一带结果偏小,而SPI指数在成都、绵阳一带的结果偏小。2006年伏旱,M指数监测结果偏小;CI指数比M指数效果稍好,但结果仍然偏小;SPI指数和SPEI指数监测出的干旱特征与实际一致;2009年-2010年的冬春连旱,SPEI指数效果最好,M指数次之,SPI指数效果最差。SPEI指数最能反映四川省典型干旱年干旱的空间分布特征。 展开更多
关键词 四川省 干旱 相对湿润指数M 标准化降水指数SPI 标准化降水蒸散指数SPEI 气象干旱综合指数CI
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川中丘陵区地表干湿长程相关性及影响因素研究 被引量：4
7
作者 王朕 梁川 +1 位作者 赵鹏 詹存 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期61-68,共8页
为探究川中丘陵区干湿动态动力学机制,提供旱涝预测的理论依据,根据川中丘陵区8个气象站点1958—2013年逐日气象资料,采用Penman-monteith模型计算潜在蒸散量,构建出湿润指数,在此基础上利用去趋势波动分析方法(DFA),对逐月、分季节、... 为探究川中丘陵区干湿动态动力学机制,提供旱涝预测的理论依据,根据川中丘陵区8个气象站点1958—2013年逐日气象资料,采用Penman-monteith模型计算潜在蒸散量,构建出湿润指数,在此基础上利用去趋势波动分析方法(DFA),对逐月、分季节、极端干湿湿润指数序列进行长程相关性分析,并探讨了影响湿润指数长程相关性的气象因子。结果表明:除南充、遂宁外,其余地区逐月湿润指数变化长程相关,并非完全随机;分季节与极端干湿湿润指数序列均具有明显强于逐月湿润指数序列的长程相关性。此外,湿润指数长程相关性具有较为显著的季节特征,以夏季最强,秋、冬两季次之,春季最弱,对于极端气候而言,极端湿润长程相关性强于极端干旱。降水变化是川中丘陵区干湿变化长程相关性的决定因素。因此,季节性旱涝规律及水气输送特征应为研究区旱涝预测的研究重点。 展开更多
关键词 川中丘陵区 长程相关性 去趋势波动分析(DFA) 湿润指数 影响因素
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宽围压加卸荷条件下特高坝填筑料强度变形研究 被引量：3
8
作者 凌华 陈生水 +3 位作者 翟迎春 傅华 石北啸 王芳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期27-33,I0003,共8页
开展大型三轴试验,系统研究了特高坝堆石料和砂砾石填筑料在宽围压加卸荷条件下的强度变形特性。结果表明:相比堆石料,砂砾石料在低应力条件下的强度低,采用砂砾石填筑的大坝应防止坝坡浅层失稳。围压对强度指标和邓肯模型变形参数均具... 开展大型三轴试验,系统研究了特高坝堆石料和砂砾石填筑料在宽围压加卸荷条件下的强度变形特性。结果表明:相比堆石料,砂砾石料在低应力条件下的强度低,采用砂砾石填筑的大坝应防止坝坡浅层失稳。围压对强度指标和邓肯模型变形参数均具有重要影响,对于特高土石坝,宜根据应力分布情况分段采用不同的强度指标和变形参数,以提升坝体结构应力变形计算精度和提高工程安全性。卸荷—再加载循环内,均产生了正值的轴向变形和体积变形,循环结束后,应力-应变、体变-应变曲线均回归至原有的正常加载形态;在卸载段,低围压、低应力水平条件下往往表现为体胀,随围压和应力水平的提高,主要表现为卸荷体缩;在再加载段,无论围压大小还是应力水平高低,均主要表现为体缩。随围压的提高,回弹模量与初始切线模量之比增大;同一围压下,随应力水平的提高,回弹模量变化不大,略有降低的趋势;大石峡工程高填筑标准砂砾石料和堆石料K_(ur)/K约1.98~2.22,但指数n_(ur)要远大于n;对于那些特高坝和高坝而言,有限元计算时假定n_(ur)=n是不太适宜的,应开展回弹模量试验研究。 展开更多
关键词 特高坝 围压 强度 变形 回弹模量
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强震作用下嵌岩单桩时程响应振动台试验 被引量：21
9
作者 冯忠居 张聪 +2 位作者 何静斌 董芸秀 袁枫斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3227-3237,共11页
为探明不同类型地震波作用下桩基础的时程响应规律,通过振动台试验,选取强度均为0.35g的人工合成的5010波、5002波,以及Kobe波和El-Centro波,研究嵌岩单桩基础的桩身加速度、桩顶相对位移、桩身弯矩时程响应及桩基损伤。试验结果表明:... 为探明不同类型地震波作用下桩基础的时程响应规律,通过振动台试验,选取强度均为0.35g的人工合成的5010波、5002波,以及Kobe波和El-Centro波,研究嵌岩单桩基础的桩身加速度、桩顶相对位移、桩身弯矩时程响应及桩基损伤。试验结果表明:嵌岩单桩基础动力响应特征与输入地震波频谱特性有关;桩顶加速度响应显著滞后于桩底,且在El-Centro波作用时桩身加速度峰值最大;桩顶相对位移在输入Kobe波时最大,在输入El-Centro波时峰值最早出现;桩身弯矩最大值均未超过桩基抗弯承载能力,且桩基础未发生损伤破坏;桩基础抗震设计时,可根据相应验算内容合理选择地震波类型进行抗震设计验算,并提出相应工程建议。 展开更多
关键词 桩基础 强震 振动台试验 时程响应
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水库变动回水区泥沙分选数值模拟研究
10
作者 丁锐 于合理 +1 位作者 黄尔 罗铭 《水电能源科学》 北大核心 2020年第1期64-68,共5页
为研究水库变动回水区推移质泥沙分选特性,考虑泥沙非均匀性的影响,利用Riemann解求解双曲型方程的Godunov格式的有限体积法求解浅水方程和Hirano活动层模型,建立了水库变动回水区泥沙分选数学模型,并利用物理模型所测变动回水区的水位... 为研究水库变动回水区推移质泥沙分选特性,考虑泥沙非均匀性的影响,利用Riemann解求解双曲型方程的Godunov格式的有限体积法求解浅水方程和Hirano活动层模型,建立了水库变动回水区泥沙分选数学模型,并利用物理模型所测变动回水区的水位和淤积高度对泥沙分选数学模型进行验证。最后根据水库的实际运行情况,对变动回水区在枯水期小流量低水位、水库充水及库水位消落情况下的推移质泥沙沿程分选进行数值模拟,模拟结果可较好地反映变动回水区床沙级配变化的规律,表明该模型可应用于实际水库运行时变动回水区的河床演变数值模拟,为航运、防洪提供一定的依据。 展开更多
关键词 变动回水区 Godunov格式 Hirno活动层模型 非均匀泥沙分选
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