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基于特征工程与仿生优化算法构建河流溶解氧预测模型 被引量：1
1
作者 李鹏程 苏永军 +1 位作者 王钰 贾悦 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期37-44,共8页
河流水体中溶解氧骤增或耗竭均会引发系列环境污染、物种多样性破坏等问题,准确预测河流溶解氧(DO)浓度对河流水环境治理具有重要意义。为提高模型输入特征的可解释性及模型精度,获取河流DO浓度最优预测模型,研究利用黄河流域山西境内... 河流水体中溶解氧骤增或耗竭均会引发系列环境污染、物种多样性破坏等问题,准确预测河流溶解氧(DO)浓度对河流水环境治理具有重要意义。为提高模型输入特征的可解释性及模型精度,获取河流DO浓度最优预测模型,研究利用黄河流域山西境内水质监测站点数据,以双向长短期记忆网络(BiLSTM)为基础,结合卷积神经网络模型(CNN)和注意力机制(Attention Mechanism),基于随机森林模型(RF)进行特征优选,建立RF-CNN-BiLSTM-Attention(RF-CBA)模型,进一步利用吸血水蛭优化算法(BSLO)、黑翅鸢优化算法(BKA)、白鲨优化算法(WSO)等仿生优化算法,构建了BSLO-RF-CBA、BKA-RF-CBA、WSO-RF-CBA共3种优化模型,并与深度学习中CNN-A、LSTM-A、BiLSTM-A、CBA、RF-CBA模型对比,分析得到河流溶解氧预测结果,以平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、均方误差(MSE)、决定系数(R2)、全绩效指标(GPI)和相对误差(MAPE)评价不同模型精度,结果表明:(1)RF模型通过对影响河流DO特征值进行排序、筛选,可消除冗余特征对水质预测模型的影响,提高预测精度。(2)利用仿生算法优化RF-CBA模型的神经元数量、学习率、正则化系数等参数,模型模拟精度进一步提升,总体上捕捉到了DO波动的时间序列特征,模型表现出强稳定性和泛化能力。(3)BSLO-RF-CBA模型模拟精度最高,对DO变化捕捉能力突出,具有更强的捕获全局依赖关系的能力,推荐用于河流溶解氧预测模型。该模型具备扩展至不同河流溶解氧等污染物浓度预测的能力,为河流水体污染预警与系统化管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 溶解氧 双向长短期记忆网络机 特征优选 仿生优化算法 耦合模型
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改进遥感生态指数的宜宾市三江汇合区生态环境评价 被引量：28
2
作者 张秦瑞 赵良军 +1 位作者 林国军 万虹麟 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2022年第1期230-237,共8页
城市扩张是宜宾市近年来的主要特征,研究其对生态环境的影响,对城市发展与生态保护具有重要意义。为了更好地评价城市扩张对生态的影响,基于遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI),构建归一化不透水面和裸土指数替代原有... 城市扩张是宜宾市近年来的主要特征,研究其对生态环境的影响,对城市发展与生态保护具有重要意义。为了更好地评价城市扩张对生态的影响,基于遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI),构建归一化不透水面和裸土指数替代原有建筑指数作为干度指标,建立了改进型遥感生态指数(improved remote sensing ecological index,IRSEI),耦合对生态具有重要影响的绿度、湿度、温度及改进后的干度指标信息,利用主成分分析法及相关性对IRSEI进行了分析,建立基于IRSEI的宜宾市三江汇合区生态评价模型,对该地区2013—2020年间生态环境做出分析评价。结果表明:IRSEI能够更加精准地反映出干度对生态造成的负面影响,较RSEI在第一主成分分量中能够集中更多有用信息,对城市生态环境质量评测具有更好的适用性。2013年,该区域IRSEI为0.54,生态总体状况一般,原因在于城区扩张严重,破坏了原有植被;2017年,IRSEI为0.67,退耕还林的持续推进以及城区生态的恢复,使得绿度明显上升,因此生态状况较2013年大为好转;2020年,IRSEI为0.63,绿度、湿度以及干度基本与2013年持平,但由于城市扩张带来的热岛效应,温度较2017年有所上升,因此生态水平轻微下降。 展开更多
关键词 改进型遥感生态指数(IRSEI) 主成分分析 相关性 宜宾三江汇合区 生态评价
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绿色屋顶降雨径流特性及其结构参数优选试验研究 被引量：4
3
作者 李鹏程 赵建利 +4 位作者 王钰 苏永军 贾悦 杨宇飞 白栋良 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第4期43-49,共7页
为研究北方半湿润区绿色屋顶降雨径流特性,探究结构参数变化对其雨水蓄滞效应的影响,为海绵城市绿色新基建提供数据支撑及引导。建立绿色屋顶(坡度0°)、普通屋顶(坡度0°)、坡面屋顶(坡度5°)3种类型屋顶的对照试验,以及... 为研究北方半湿润区绿色屋顶降雨径流特性,探究结构参数变化对其雨水蓄滞效应的影响,为海绵城市绿色新基建提供数据支撑及引导。建立绿色屋顶(坡度0°)、普通屋顶(坡度0°)、坡面屋顶(坡度5°)3种类型屋顶的对照试验,以及基于基质层厚度、基质层、排水层和排水方式结构参数调整的五组绿色屋顶试验,基于实测降雨径流开展监测。研究表明:监测期内,绿色屋顶、普通屋顶、坡面屋顶综合降雨量的平均径流系数分别为0.27、0.50、0.77,绿色屋顶降雨径流削减效应明显。随着降雨强度增大,绿色屋顶产流概率呈逐渐增大趋势,径流总量控制率呈逐渐较小趋势,绿色屋顶对小雨~大雨级别场次降雨蓄滞效应显著。监测期内降雨事件中,绿色屋顶降雨径流系数与降雨总量显著正相关,与前期降雨间隔天数和前期降雨量为弱负相关;绿色屋顶降雨径流控制效率显著降低对应降雨强度临界值为30 mm。绿色屋顶雨水蓄滞效应影响因素显著程度由大到小依次为基质层(超轻量基质层)、排水方式(距底部5 cm排水)、基质层厚度(20 cm)、排水层(陶粒层)。绿色屋顶降雨径流特性及雨水蓄滞效应受到内、外因多因素影响,后续应基于长序列降雨监测期,进一步研究不同结构、不同尺度的绿色屋顶的海绵城市生态效应。 展开更多
关键词 绿色屋顶 径流系数 结构参数 蓄滞效应 相关性
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基于政策工具视角的我国节水政策研究 被引量：6
4
作者 严婷婷 陈世博 +3 位作者 王凤春 樊霖 李佼 贾悦 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第S02期314-320,共7页
节水政策是“节水优先”治水思路的具体体现,对大力推进节约用水工作具有重要的指导作用。为分析我国现行主要节水政策的着力点,以《国家节水行动方案》出台的2019年为时间节点,收集整理了47份国家级节水政策,基于政策工具视角,运用NViv... 节水政策是“节水优先”治水思路的具体体现,对大力推进节约用水工作具有重要的指导作用。为分析我国现行主要节水政策的着力点,以《国家节水行动方案》出台的2019年为时间节点,收集整理了47份国家级节水政策,基于政策工具视角,运用NVivo软件对政策文本内容进行量化分析。结果显示:根据词频分析,2019年以来的节水政策仍以“管理”为核心,但更加注重标准体系建设、非农业用水部门以及公众参与;根据作用领域、政策工具、管理手段三方面的单维度及交叉维度分析,我国节水政策存在结构性失衡,面向供水端的政策相对较少,行政手段、综合性政策占比高,政策着力点集中在“综合领域-行政手段”方面。为进一步健全完善节水政策体系,建议加强节水政策的针对性和可操作性,丰富节水激励措施,优化公众参与机制。 展开更多
关键词 节水政策 内容分析 政策工具 作用领域 管理手段
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生物滞留池结构参数优选与试验研究 被引量：2
5
作者 李鹏程 苏永军 +1 位作者 贾悦 郝放 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期611-617,共7页
为研究生物滞留池结构配置、参数选取对鲁中地区雨水蓄滞和净化效果,选取植物种类、土壤配置、过滤层、过滤层粒径4种代表性因素,对选定因素设置3个水平,通过室外正交试验设定9组试验方案,利用极差分析方法对蓄滞及净化效应对应的试验... 为研究生物滞留池结构配置、参数选取对鲁中地区雨水蓄滞和净化效果,选取植物种类、土壤配置、过滤层、过滤层粒径4种代表性因素,对选定因素设置3个水平,通过室外正交试验设定9组试验方案,利用极差分析方法对蓄滞及净化效应对应的试验指标参数进行分析,利用TOPSIS多目标分析决策方法得到综合指标,确定显著因素,为结构配置提供方案.雨水蓄滞方面,平均雨水存蓄率达56.08%,平均产流起始时间及平均峰现时间分别为103.94,146.50 min,两者呈正相关关系;水体净化效应方面,对悬浮物(SS)、总磷削减整体效果明显,平均削减率分别达到62.89%和70.86%;对COD削减效果较明显,平均削减率为48.03%,对总氮的削减效果相对较弱,平均削减率为42.56%.构建生物滞留池分类方式,对于选定的弱蓄滞、强过滤型生物滞留池,影响因素中过滤层选择影响最显著,过滤层粒径影响次之,植物种类、土壤配置影响不显著,最佳的结构配置中植物种类为狼尾草;土壤配置为40%栽培土,30%草炭土,30%砂质土;填料为上层30 cm厚石英砂,下层20 cm厚沸石;过滤层粒径选择小粒径. 展开更多
关键词 生物滞留池 蓄滞 净化 正交试验 TOPSIS法
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张承水源涵养区土地利用演变及产水量的响应 被引量：8
6
作者 张薇 王凤春 +3 位作者 贾悦 万虹麟 牛天浩云 杜雨森 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第5期138-146,共9页
密云水库上游流域张承地区作为密云水库的水源涵养区,担负着向北京市提供饮用水源的重要任务,研究其水源供给服务对实现区域高质量发展和保障首都的水生态安全具有重要意义。通过遥感解译分析了张承水源涵养区2000-2019年的土地利用变... 密云水库上游流域张承地区作为密云水库的水源涵养区,担负着向北京市提供饮用水源的重要任务,研究其水源供给服务对实现区域高质量发展和保障首都的水生态安全具有重要意义。通过遥感解译分析了张承水源涵养区2000-2019年的土地利用变化情况,在此基础上,基于InVEST产水模型,从空间上定量评估了2000-2019年研究区的产水量分布及变化情况,并借助情景分析探讨产水量变化与土地利用演变之间关系。结果表明:①2000-2019年,研究区土地利用整体呈现耕地面积减少,林地、草地、建设用地不断增加的特点;②2000年、2010年和2019年研究区的总产水量分别为2.61、3.46和2.71亿m3,不同时期的产水量表现出空间异质性,整体变化趋势为产水量由西高东低逐渐变为东高西低;③研究区不同土地利用类型平均产水深度从大到小依次为:建设用地、裸地、水域、耕地、林地、草地,在蒸散系数不变的情况下,土地利用由产水能力低的地类转为产水能力高的地类会造成区域产水量的增加,反之减少。 展开更多
关键词 InVEST模型 产水量 土地利用变化 张承水源涵养区
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基于FFT和小波变换的台风天气GNSSZTD周期特征分析 被引量：2
7
作者 娄泽生 张高博 +2 位作者 贾相宇 杨晶 刘雨青 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2023年第10期1032-1038,共7页
利用中国内地构造环境监测网络GNSS观测数据,结合台风事件资料,开展台风事件对中国内地地区水汽变化周期影响研究。分析发现,在台风影响下,GNSS天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)水汽变化周期与正常天气相比会缩短,同时降... 利用中国内地构造环境监测网络GNSS观测数据,结合台风事件资料,开展台风事件对中国内地地区水汽变化周期影响研究。分析发现,在台风影响下,GNSS天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)水汽变化周期与正常天气相比会缩短,同时降水增加。通过与降雨进行对比发现,台风过程中降雨发生之前ZTD会发生较为剧烈的变化,并保持在一个峰值。通过选取台风中心不同距离的GNSS站点进行对比分析发现,台风最先经过的区域站点ZTD产生波动要比之后经过的站点早,且台风先经过区域的降水量比后经过区域的降水量大。本文研究可为台风轨迹预报和气象部门的台风灾害及极端降水等预警提供参考。 展开更多
关键词 GNSS ZTD 台风 小波变换 快速傅里叶变换 周期特征
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海绵城市绿色屋顶降雨径流模型构建及建议研究 被引量：1
8
作者 李鹏程 郝放 赵建利 《南方农机》 2022年第7期191-194,共4页
水文模型的构建及参数敏感性分析是提高绿色屋顶的降雨产流模拟精度的关键步骤,课题组运用HYDRUS-1D计算模拟绿色屋顶削减降雨径流过程,设定初始条件和边界条件,并进行模型率定及参数敏感性分析,结果表明:饱和含水率、参数N值对于海绵... 水文模型的构建及参数敏感性分析是提高绿色屋顶的降雨产流模拟精度的关键步骤,课题组运用HYDRUS-1D计算模拟绿色屋顶削减降雨径流过程,设定初始条件和边界条件,并进行模型率定及参数敏感性分析,结果表明:饱和含水率、参数N值对于海绵城市绿色屋顶的径流特性影响最为明显,是决定产流时间和产流量的主要因素,残留含水率对各种雨强的模拟基本没有影响。研究成果可为海绵城市绿色屋顶降雨径流模型的构建提供针对性参考,为提高模型模拟精度提供技术支撑。 展开更多
关键词 海绵城市 绿色屋顶 模型 参数 建议
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