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降水产品偏差校正方法在长江子流域应用效果
1
作者 顾家辉 郭家力 +3 位作者 李颖 Shan-e-hyder SOOMRO 程雄 李英海 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期319-330,共12页
降水产品的精度受到多种因素的影响,相对于地面站点观测降水表现出不同程度的偏差,需在实际应用前进行偏差校正并评估其适用性。为探寻适用于不同降水产品在长江流域不同区域内的偏差校正方法,评估CMFD、MSWEP和ERA5-Land这3种降水产品... 降水产品的精度受到多种因素的影响,相对于地面站点观测降水表现出不同程度的偏差,需在实际应用前进行偏差校正并评估其适用性。为探寻适用于不同降水产品在长江流域不同区域内的偏差校正方法,评估CMFD、MSWEP和ERA5-Land这3种降水产品在长江流域内3个气候、地形和面积有较大差异的子流域内的适用性,并在此基础上对比使用3类7种方法对日尺度降水值进行偏差校正。结果表明:校正后的降水产品的适用性得到了不同程度的提升,而局部强度缩放与三伽玛分布结合校正法在3种降水产品和3个子流域的校正效果均为最优。校正方法的校正幅度与降水产品在研究区域的适用性存在反相关关系,产品的适用性越差,精度评价指标的改进幅度越明显。研究结果可为后期不同降水产品在长江流域不同子流域的准确应用提供可参考的校正方法。 展开更多
关键词 偏差校正 降水产品 长江流域 精度评价指标
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三峡水库旱限水位确定及运用方式 被引量：1
2
作者 严子奇 刘至一 +4 位作者 周祖昊 吴碧琼 周丽垚 曹辉 程雅平 《水科学进展》 北大核心 2025年第3期469-480,共12页
三峡水库作为长江流域骨干枢纽性水利工程,在长江中下游干旱防御中发挥着重要作用。目前三峡水库在抗旱调度中缺乏针对性的控制性水位指标和有效的抗旱调度规则,一定程度上影响了水资源综合效益的发挥。针对上述问题,本文提出了三峡水... 三峡水库作为长江流域骨干枢纽性水利工程,在长江中下游干旱防御中发挥着重要作用。目前三峡水库在抗旱调度中缺乏针对性的控制性水位指标和有效的抗旱调度规则,一定程度上影响了水资源综合效益的发挥。针对上述问题,本文提出了三峡水库旱限水位的功能定位和分期旱限水位确定思路,结合汛期水位临时抬升、枯水期逆序递推、蓄水期保障蓄满的角度进一步提出了分期旱限水位的确定方法及运用方式,以2022年为典型年计算得到三峡水库汛期旱限水位(156.6 m)以及蓄水期和枯水期逐日旱限水位。结果表明:与现行调度方案对比,采用分期旱限水位和运用方式控制三峡水位下泄流量,在汛末提前蓄水,可以有效抬升三峡水位,各方案中水位最高抬升13.01 m,发电量最高增加35亿kW·h,下游各行业用水保障天数最高增加34 d。研究成果不仅为三峡水库旱限水位设计和运用提供了技术参考,亦可为中国其他大型综合性水利枢纽工程旱限水位确定和应用提供科学支撑。 展开更多
关键词 旱限水位 抗旱调度 调度规则 三峡水库
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考虑灌溉用水时间规律的流域分布式二元水循环模拟方法研究
3
作者 姚鑫铭 周祖昊 +8 位作者 余根坚 刘佳嘉 于新哲 王坤 唐明 王钦钊 温天福 吴碧琼 曹辉 《水文》 北大核心 2025年第5期110-118,共9页
灌溉用水在人类用水中占比较大,考虑灌溉用水的流域分布式二元水循环模型在水资源管理中的应用具有重要意义,但以往的模型研究中,较少关注灌溉用水时间分布规律对模拟效果的影响。基于作物系数法与田间水量平衡原理,考虑各区域主要作物... 灌溉用水在人类用水中占比较大,考虑灌溉用水的流域分布式二元水循环模型在水资源管理中的应用具有重要意义,但以往的模型研究中,较少关注灌溉用水时间分布规律对模拟效果的影响。基于作物系数法与田间水量平衡原理,考虑各区域主要作物种植结构,构建区域灌溉用水模型,将其与分布式二元水循环模型WEP-L结合,对流域水循环过程进行模拟。将该方法应用于鄱阳湖流域,结果表明:(1)鄱阳湖流域农业灌溉用水主要分布在5—10月,其中7—9月最多,均占25%以上。(2)考虑灌溉用水规律的水循环模型在鄱阳湖流域具有较好的模拟效果,对于1980—2021年系列,率定和验证期7个代表水文站逐月流量模拟的NSE均达到0.8以上,RE在±5%以内。(3)与不考虑灌溉用水规律的模型相比,本文方法提升了模拟精度,且对干旱年份模拟精度的提升效果更好;鄱阳湖流域代表水文站点径流频率P>75%年份主要灌溉期NSE平均提升0.09以上,RE绝对值平均减少5.3%以上,赣、抚、信、饶、修五流域中,饶修两流域效果提升最大。研究表明,在流域水循环模拟中,须考虑灌溉用水时间分布规律。 展开更多
关键词 流域二元水循环模拟 灌溉用水时间规律 WEP-L模型 鄱阳湖流域
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漂浮植被作用下河道水流流速沿程变化研究
4
作者 单钰淇 桂子钦 +2 位作者 曹辉 任玉峰 刘超 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期21-28,共8页
漂浮植被常见于明渠河道水面。漂浮植被可改变河道水流流速,影响植被吸收营养物效率。本文将漂浮植被作用下的明渠河道沿垂向划分为漂浮植被区和无植被区。在植被阻力作用下,水流进入漂浮植被区后不断调整,流速不断降低,直至水流充分发... 漂浮植被常见于明渠河道水面。漂浮植被可改变河道水流流速,影响植被吸收营养物效率。本文将漂浮植被作用下的明渠河道沿垂向划分为漂浮植被区和无植被区。在植被阻力作用下,水流进入漂浮植被区后不断调整,流速不断降低,直至水流充分发展后,水流流速稳定不变。将漂浮植被区的水流调整长度定义为漂浮植被前端至水流充分发展处的长度。基于指数衰减函数,建立了漂浮植被区水流流速沿程分布预测方法;在此基础上,联立水流连续方程,提出了漂浮植被下方无植被区的水流流速沿程分布预测方法。所提计算模型结构简单、易于应用,所有输入参数可由水流和植被条件确定。采用已有的试验资料检验计算模型,发现本文模型能够准确预测漂浮植被区和无植被区的流速沿程分布。研究可为河道水环境治理与生态修复提供技术支撑。 展开更多
关键词 漂浮植被 流速分布 预测模型 营养物去除
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耦合深度学习与水文模型的喀斯特地区径流模拟方法
5
作者 许钦 金晨 +2 位作者 张坤 陈星 张东杰 《水科学进展》 北大核心 2025年第4期634-645,共12页
喀斯特地区水循环机制复杂,地质资料获取难度较大,如何进一步提升水文模型在该地区的径流模拟表现是亟待解决的研究难点之一。通过将改进后的EXP-HYDRO模型、双层南科院水文所模型与循环神经网络算法相耦合,建立物理机制与人工智能算法... 喀斯特地区水循环机制复杂,地质资料获取难度较大,如何进一步提升水文模型在该地区的径流模拟表现是亟待解决的研究难点之一。通过将改进后的EXP-HYDRO模型、双层南科院水文所模型与循环神经网络算法相耦合,建立物理机制与人工智能算法深度耦合的水文模型,并在长江中游南阳河流域和乌江中游野纪河流域2个喀斯特区域进行模拟验证。结果表明,建立的耦合水文模型能够显著提升喀斯特地区日径流过程模拟精度,相比于水文模型,耦合模型在南阳河流域与野纪河流域的纳什效率系数分别最高提升19.7%与37.1%;同时由于对物理机制的学习,耦合模型也表现出比单纯数据驱动方法更好的模拟精度,说明通过合理选择和学习不同的物理机制,可以有效提升人工智能模型的综合预测性能。 展开更多
关键词 耦合水文模型 物理递归神经网络 径流模拟 喀斯特地区
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基于变权重非线性安全度的梯级防洪库容分配方法研究 被引量：2
6
作者 劳嘉鹏 李英海 +2 位作者 王永强 曾志强 余果 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期45-52,59,共9页
梯级水库群防洪库容的合理分配与有效利用对汛期水库群防洪减灾和综合效益的发挥起到至关重要的作用。针对梯级水库在防洪库容分配过程中,各水库对整体防洪安全影响的重要程度差异性缺乏有效区分方法,进而导致防洪库容分配不合理的问题... 梯级水库群防洪库容的合理分配与有效利用对汛期水库群防洪减灾和综合效益的发挥起到至关重要的作用。针对梯级水库在防洪库容分配过程中,各水库对整体防洪安全影响的重要程度差异性缺乏有效区分方法,进而导致防洪库容分配不合理的问题,将水库非线性安全度与兼顾水库入库流量、设计防洪库容大小、泄流至防洪控制站传播时间等特征的变权重相结合,提出基于变权重非线性安全度的水库防洪安全度计算方法,同时,考虑梯级各水库和下游防洪控制站的安全,以梯级整体防洪安全度最大和下游防洪控制站超标洪量最小为目标,构建基于安全度的梯级防洪库容优化分配模型,采用差分进化算法对模型进行求解,实现防洪库容的最优分配。将该方法应用于金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四库梯级防洪库容分配实例,结果表明该方法相较于其他方法,可在不降低梯级整体防洪效果的前提下,描述各水库权重的动态变化过程,通过增加乌东德和白鹤滩水库防洪库容的使用,以减小溪洛渡和向家坝水库防洪库容的使用,使梯级整体在调度期的防洪安全度达到最大。该方法可反映各水库在梯级防洪中重要程度的差异性,实现水库间防洪库容的科学管理与合理分配,为水库防洪优化调度科学决策提供依据。 展开更多
关键词 防洪库容分配 非线性安全度 变权重 梯级水库 金沙江下游
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基于集合卡尔曼滤波法的清江流域多源融合降水分析 被引量：3
7
作者 郭家力 郭东淏 +4 位作者 丁光旭 李颖 李英海 杨旭 张海荣 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第5期72-78,84,共8页
高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫... 高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合,得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析,证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度,并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点,展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地,将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比,并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明,在时间尺度上,MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE;在误差的空间分布上,MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小,四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP>CMFD>MSWEP>ERA5;在历时5日和历时2日的场次强降水过程中,CMFD、MSWEP和MSAP均能在一定程度上反映出暴雨中心,在空间分布和降水量级上,MSAP和CMFD基本保持一致。 展开更多
关键词 清江流域 多源数据融合 卫星降水产品 集合卡尔曼滤波 再分析降水
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