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机器学习赋能智慧水利的现实基础、应用现状及发展前景 被引量:2
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作者 杨晶 路恒通 +4 位作者 金鑫 产青青 张家旋 杨一帆 李思敏 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第10期137-147,共11页
【目的】为全面概述机器学习在智慧水利中的应用与发展,突出其在推进水利行业智慧化中的核心价值。【方法】全面综述了国内外相关研究,通过对比分析与总结归纳,明确了机器学习赋能智慧水利的现实基础、应用现状及发展前景。【结果】机... 【目的】为全面概述机器学习在智慧水利中的应用与发展,突出其在推进水利行业智慧化中的核心价值。【方法】全面综述了国内外相关研究,通过对比分析与总结归纳,明确了机器学习赋能智慧水利的现实基础、应用现状及发展前景。【结果】机器学习在水资源供需预测与调度优化、水灾风险管理和防洪调度、水质监测与预报、水文过程模拟与预报等场景下均有较为广泛的应用。其中,神经网络是应用最多的机器学习算法,水质监测与预报是机器学习主要的应用场景。未来,机器学习将在改进预测模型、优化预警系统、预演反向溯源和支持预案制定等方面助力完善智慧水利的“四预”功能,加快建设水资源管理与调配应用体系,提高水利行业的管理效率和决策科学性。【结论】研究能够为相关领域学者提供全面而深入的技术参考。 展开更多
关键词 机器学习 人工智能算法 智慧水利 数据驱动 水资源 水质
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河北典型压采区地下水位时空变化特征及影响因素分析
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作者 郭晓帅 刘飞 +3 位作者 甄品娜 刘聪丽 郭雁辉 柴宏利 《人民黄河》 北大核心 2025年第6期84-89,122,共7页
识别地下水位变化及影响因素是评估地下水压采效果的核心内容之一,是准确研判超采治理区域地下水演变趋势的重要前提。以河北超采治理试点区邯郸市东部平原为研究区,综合运用小波分析、统计学、GIS等方法,深入分析了2018—2021年浅层地... 识别地下水位变化及影响因素是评估地下水压采效果的核心内容之一,是准确研判超采治理区域地下水演变趋势的重要前提。以河北超采治理试点区邯郸市东部平原为研究区,综合运用小波分析、统计学、GIS等方法,深入分析了2018—2021年浅层地下水和深层承压水水位的时空变化情况及影响因素。结果表明:浅层地下水年内水位变幅为0.9~7.3 m,深层承压水年内水位变幅为2.8~17.6 m,7月降至年内最低水位,12月左右达到最高水位。2018—2021年大部分区域浅层地下水位和深层承压水位呈上升趋势,浅层地下水位上升0.8~4.6 m,深层承压水位上升0.6~6.3 m。浅层地下水和深层承压水漏斗面积均呈现“低水位期增加(分别为347.9、60.6 km^(2))、高水位期减少(分别为91.0、516.2 km^(2))”趋势。年内浅层地下水位的上升与降水密切相关,地下水位对降水的响应滞后时间为141~224 d。引江水和引黄水分别通过置换城镇工业和生活用水、农田灌溉的地下水量有利配合了地下水压减,进而促进了研究区水位的回升。 展开更多
关键词 地下水位变化 压采 跨流域调水 小波分析 邯郸市
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低影响开发组合措施(LIDs)-调蓄泵站联合削减城市径流效果——以河北省某县主城区为例 被引量:5
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作者 李花月 张翔 +2 位作者 徐欢 崔朝阳 栾清华 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2023年第4期978-990,共13页
采用低影响开发(LID)和泵站等措施有效控制雨洪是治理城市内涝的重要手段。为探究低影响开发和泵站联合削减山丘城区的暴雨径流洪峰效果,构建了河北省某县主城区的SWMM模型。选用渗透铺装-下凹式绿地-雨水桶的低影响开发组合措施(LIDs)... 采用低影响开发(LID)和泵站等措施有效控制雨洪是治理城市内涝的重要手段。为探究低影响开发和泵站联合削减山丘城区的暴雨径流洪峰效果,构建了河北省某县主城区的SWMM模型。选用渗透铺装-下凹式绿地-雨水桶的低影响开发组合措施(LIDs),并考虑区域上、下游关系联用调蓄泵站布局设计了6种不同的布设方案,并就径流系数及其削减率、出口断面径流峰值及其削减率、峰现时间开展了研究。结果表明:在区域上游、下游及全域布设LIDs方案,虽然能有效控制径流系数和出口断面径流峰值,但是其峰现时间滞后效果并不显著,下游管网排水能力不足的问题也没有完全解决;联合布设LIDs及调蓄泵站后,上游、下游及全域布设方案下的出口断面径流峰值均得到显著削减,最大削减率分别为23.22%、42.88%和44.07%,同时峰现时间可滞后29~187 min。通过对比分析各方案的出口断面径流峰值削减率和峰现时间,最终优选得出下游布设LIDs和调蓄泵站联用方案综合效益最佳。 展开更多
关键词 海绵城市 城市内涝 低影响开发 SWMM模型 径流控制 上、下游关系 空间布局 方案优选
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基于信息熵的河北省用水结构时空演变分析 被引量:5
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作者 董森 卢华 +3 位作者 白惠婷 庞婷婷 张殷钦 高昊悦 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期79-85,共7页
为了揭示河北省用水结构在时间和空间上的演变规律,采用信息熵理论分析河北省及各地市2001-2018年的用水结构时空变化规律。结果表明:2001-2018年河北省各地市用水结构信息熵值由0.68上升至1.00,反映出各地市用水系统的稳定性和均衡性... 为了揭示河北省用水结构在时间和空间上的演变规律,采用信息熵理论分析河北省及各地市2001-2018年的用水结构时空变化规律。结果表明:2001-2018年河北省各地市用水结构信息熵值由0.68上升至1.00,反映出各地市用水系统的稳定性和均衡性在不断增强;时间尺度上,各地市信息熵值分为“高、中、低”3个梯队,梯队之间的差异呈现逐渐扩大的演变趋势,2018年各梯队信息熵值的差异均在0.12以上;空间尺度上,全省信息熵值由环渤海地区向内陆、环京津地区向冀南地区均呈现逐渐减小的渐变型分布规律。上述时空演变特征反映了河北省的经济社会发展历程对用水结构变化的映射作用。研究成果可为河北省各地市未来产业优化布局和用水管理提供科学决策依据。 展开更多
关键词 用水结构 信息熵 时空演变 对比分析 空间特征
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山洪灾害风险空间分异性评估及其驱动力研究 被引量:2
5
作者 宿辉 武春晓 +4 位作者 周帅 张晓 白志辉 韩小庆 张婷 《人民黄河》 北大核心 2025年第2期60-66,共7页
开展山洪灾害风险评估及其驱动力分析,对于洪灾风险防范与应对具有现实意义。以洪灾频发的山西省为例,利用层次分析方法有效识别了洪灾风险等级及其空间分异性特征,并利用全局和局部莫兰指数探究了其空间聚集(离散)位置及其分布规律;利... 开展山洪灾害风险评估及其驱动力分析,对于洪灾风险防范与应对具有现实意义。以洪灾频发的山西省为例,利用层次分析方法有效识别了洪灾风险等级及其空间分异性特征,并利用全局和局部莫兰指数探究了其空间聚集(离散)位置及其分布规律;利用地理探测器技术探明了洪灾风险的驱动机理。结果表明:年最大24 h降水量、多年平均降水量和NDVI是影响洪灾分异性的重要因子,其解释力q值分别高达0.57、0.52和0.24;多风险双因子交互作用对洪灾风险影响显著,且呈增强或非线性增强趋势,尤其是降水和坡度因子交互作用,其q值高达0.71。 展开更多
关键词 山洪灾害 致灾因子 风险评估 空间自相关性 山西省
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引黄济青明渠段输水控制系统的MIL测试系统设计与实现 被引量:2
6
作者 何立新 曹辰宇 +2 位作者 张峥 雷晓辉 李翔 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第1期1-9,58,共10页
针对现有输水工程中闸泵站控制模型测试体系不完善的问题展开探索,旨在进一步提升渠道输水控制模型在不同工况下的准确性和稳定性,以确保输水工程现场的安全与高效运行。将引黄济青工程明渠段作为研究区,将渠道输水控制系统中的控制模... 针对现有输水工程中闸泵站控制模型测试体系不完善的问题展开探索,旨在进一步提升渠道输水控制模型在不同工况下的准确性和稳定性,以确保输水工程现场的安全与高效运行。将引黄济青工程明渠段作为研究区,将渠道输水控制系统中的控制模型作为测试对象,并基于LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench)开发系统组态,以水动力模型作为环境仿真模型,搭建模型在环(model-in-the-loop,MIL)测试系统,实现了闭环测试,验证所开发模型在环仿真系统和模型开发阶段对模型进行测试的可行性。本研究为渠道输水工程领域内的控制模型开发与测试工作提供关键的技术支撑,为提升输水工程的运行效率及增强其安全性奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 渠道输水 模型在环(MIL)测试 水动力数值模拟 控制系统 LABVIEW
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SV波斜入射下进水塔-库水-地基系统地震响应分析 被引量:1
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作者 郑晓东 张浩 +2 位作者 刘浩天 马静 张婷 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期115-123,共9页
为研究SV波三维斜入射作用下进水塔结构动力响应及动水压力变化规律,建立进水塔-库水-地基三维系统有限元模型。基于黏弹性人工边界及SV波三维波动方程,推导出SV波不同入射角度下的等效节点荷载,探究结构在不同入射角度下的地震动响应;... 为研究SV波三维斜入射作用下进水塔结构动力响应及动水压力变化规律,建立进水塔-库水-地基三维系统有限元模型。基于黏弹性人工边界及SV波三维波动方程,推导出SV波不同入射角度下的等效节点荷载,探究结构在不同入射角度下的地震动响应;同时与P波垂直入射进行对比分析。结果表明:进水塔的应力、横向位移均随SV波入射角度的增大呈现出先减小后增大的趋势,而竖向位移随角度增大而逐步增大;各迎水面动水压力随SV波入射角度增大而增大;当SV波0°垂直入射与30°(接近入射临界角)斜入射时,对进水塔的安全稳定存在影响。同比P波垂直入射,SV波对进水塔结构的危害程度更大。为此,开展SV波斜入射下进水塔结构动力响应分析,对同类工程提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 SV波 进水塔 地震响应分析 ABAQUS
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基于不同蒸发公式的流域典型期潜在蒸发、径流的时空演变特征 被引量:1
8
作者 宿辉 宋向旭 +3 位作者 周帅 武春晓 韩小庆 张晓 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第3期26-33,共8页
分析潜在蒸发、径流的时空变化对准确认识气候敏感区实际蒸发和水量平衡变化规律具有重要意义,但受全球气候年际、季节变化等影响,流域层面潜在蒸发、径流难以预测与评估。以气候敏感区黄河源区为研究对象,采用综合差分样本方法(CDSST)... 分析潜在蒸发、径流的时空变化对准确认识气候敏感区实际蒸发和水量平衡变化规律具有重要意义,但受全球气候年际、季节变化等影响,流域层面潜在蒸发、径流难以预测与评估。以气候敏感区黄河源区为研究对象,采用综合差分样本方法(CDSST)划分流域干湿状态为丰水年、枯水年和混合年,并构建了各状态下月尺度abcd水文模型,探究了4种潜在蒸发算法(Haregreaves、Makkink、Penman-Monteith和Jensen-Haise)不确定性对流域潜在蒸发、径流预测不确定性的影响;利用不均匀系数、集中度和相对变化幅度等水文指标,揭示了4种不同潜在蒸发算法对流域水资源预测的影响。结果表明:较1990年之前,流域呈干旱状态的年份增多(由4 a增至10 a),且丰水、枯水和混合年对应的年份个数占比分别为25.86%、24.14%和50%;同时,潜在蒸发算法不确定性改变了流域蒸发量和径流量的时空分布特征。研究结果对于科学掌握变环境下流域水文过程动态变化、区域水资源管理和生态恢复具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 潜在蒸发 径流不确定性 水资源 黄河源区
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基于注意力机制的CNN-BiLSTM过闸流量预测模型
9
作者 何立新 沈正华 +1 位作者 张峥 雷晓辉 《水电能源科学》 北大核心 2025年第5期135-138,共4页
在明渠调水工程中,精确掌握过闸流量对于提升渠道调控效率、保障输水系统安全等问题意义重大。为提高过闸流量预测精度,提出一种基于注意力机制,融合卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的过闸流量预测模型。以洺河渡槽节制... 在明渠调水工程中,精确掌握过闸流量对于提升渠道调控效率、保障输水系统安全等问题意义重大。为提高过闸流量预测精度,提出一种基于注意力机制,融合卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的过闸流量预测模型。以洺河渡槽节制闸为例,选取其1年时间尺度的实际数据为模型输入,模型首先将输入数据标准化,再利用CNN提取特征信息,经过BiLSTM捕获序列数据中的前后向依赖关系,最后通过注意力机制评估信息的重要程度,对特征参数进行加权处理,实现对过闸流量的预测。结果表明,所建模型相比于传统的BP-NN、SVR、LSTM等预测模型具有更好的预测结果,模型的平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方根误差和决定系数分别为3.682、0.018、4.661、0.983,可为工程实践提供参考。 展开更多
关键词 过闸流量预测 BiLSTM 注意力机制 神经网络
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引调水渠道控制系统硬件在环测试平台设计与实现
10
作者 何立新 史博阳 +4 位作者 张峥 郭图南 雷晓辉 龙岩 李宁 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第5期1036-1046,共11页
为实现水资源高效利用与水利工程安全运行,各级水网精细化管理亟待提升,控制系统功能与性能的测试验证尤为重要,而现场试验成本高、周期长,难以全面覆盖复杂多变的实际工况。为此,提出一种控制策略快速测试方法,通过创建接近真实运行条... 为实现水资源高效利用与水利工程安全运行,各级水网精细化管理亟待提升,控制系统功能与性能的测试验证尤为重要,而现场试验成本高、周期长,难以全面覆盖复杂多变的实际工况。为此,提出一种控制策略快速测试方法,通过创建接近真实运行条件的模拟场景,对控制器进行测试和验证。开发软件仿真环境,对控制系统的软件进行测试和验证;设计软件模型,对控制系统软件进行建模和分析,在仿真环境中进行验证和测试;设计测试用例,以覆盖水工程控制系统可能出现的各种情况和场景,确保智能控制系统软件在实际应用中的可靠性和稳定性。结果表明:构建的测试系统能够满足闸站控制设备及控制策略的验证需求,可有效改善测试成本高、周期长、真实场景测试难以及特殊工况不可复现等问题。 展开更多
关键词 硬件在环测试 闸站控制器 半实物仿真 闸前常水位运行 控制策略验证
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灌区冬小麦灌溉节点优化及产量效应模拟
11
作者 栾清华 毕宏铠 +4 位作者 张常昊 王利书 周玉良 张海生 翁白莎 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第4期905-914,共10页
为探究有限灌水情形下冬小麦最佳灌水节点,优化区域农田水资源管理,在实地调研的基础上,选择邯郸军留灌区为研究区,于2023年设计并开展了灌水试验;在此基础上考虑灌区土壤异质构成,构建灌区不同试验点的环境综合气候模型(environmental ... 为探究有限灌水情形下冬小麦最佳灌水节点,优化区域农田水资源管理,在实地调研的基础上,选择邯郸军留灌区为研究区,于2023年设计并开展了灌水试验;在此基础上考虑灌区土壤异质构成,构建灌区不同试验点的环境综合气候模型(environmental policy-integrated climate model,EPIC),并针对不同灌水情景开展冬小麦生长过程及产量模拟分析。结果表明:一水或两水灌溉在起身-拔节期适当延后均有利于提高产量,提高了7.2%~29.1%;土壤中层(20~40 cm)与底层(40~110 cm)黏粒含量较高会降低灌水对作物的增产效应以及根系发育从而对产量产生抑制作用,并且灌水节点滞后,土壤质地异质性造成的产量差异显著性增强。研究成果对区域优化灌水制度、实现节水保产具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 生长期 田间试验 土壤异质 冬小麦 EPIC 产量模拟
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基于增量动力法的浆砌石渡槽抗震性能评价
12
作者 郑晓东 王龙超 +2 位作者 刘浩天 马静 张婷 《水电能源科学》 北大核心 2025年第8期114-118,共5页
为研究浆砌石渡槽在地震作用下的损伤概率与抗震性能,基于增量动力分析方法和概率地震需求模型,合理考虑浆砌石材料特性,建立渡槽—有限元—无限元耦合模型,采用最大墩顶位移角、最大位移为结构性能指标建立结构易损性曲线,得到槽墩与... 为研究浆砌石渡槽在地震作用下的损伤概率与抗震性能,基于增量动力分析方法和概率地震需求模型,合理考虑浆砌石材料特性,建立渡槽—有限元—无限元耦合模型,采用最大墩顶位移角、最大位移为结构性能指标建立结构易损性曲线,得到槽墩与支座在不同地震动强度下的失效概率和破坏状态。结果表明,随着峰值加速度的增大,槽墩与支座在各破坏状态下的损伤概率逐渐增大,支座易损性较槽墩更严重;该渡槽在七度罕遇地震(P_(PGA)=0.25g)下,槽墩与支座发生破坏概率均小于平均倒塌概率,具有一定的抗倒塌储备能力。研究结果可有效评估浆砌石渡槽的抗震性能,并为此类结构地震损伤预测提供参考。 展开更多
关键词 浆砌石渡槽 抗震性能 易损性分析 增量动力法(IDA)
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煤矸石改良剂对不同盐碱化土壤水分调控效应的试验研究
13
作者 武海霞 陈宜星 +2 位作者 张峥 苗彤 葛志星 《节水灌溉》 北大核心 2025年第10期1-9,21,共10页
为探究煤矸石对不同盐碱条件下土壤水分调控效应,通过室内一维垂直入渗模拟实验,以冀南砂质土为基质,土壤设置3种(添加Nacl)处理水平(A1:0、A2:2 g/kg、A3:4 g/kg)及4种煤矸石质量添加比(0%、15%、30%、50%,分别设为CK、B1、B2、B3),系... 为探究煤矸石对不同盐碱条件下土壤水分调控效应,通过室内一维垂直入渗模拟实验,以冀南砂质土为基质,土壤设置3种(添加Nacl)处理水平(A1:0、A2:2 g/kg、A3:4 g/kg)及4种煤矸石质量添加比(0%、15%、30%、50%,分别设为CK、B1、B2、B3),系统分析煤矸石改良剂对土壤水分入渗过程的调控效应。①煤矸石添加显著影响湿润锋运移速率及累积入渗量:A1组中15%、30%和50%煤矸石均抑制湿润锋迁移(P<0.05);而A3组各处理则加速迁移(增量达5.96%)。②累积入渗量~时间关系符合Kostiakov模型(R^(2)>0.9),湿润锋运移距离与入渗时间呈幂函数关系(Z=E t^(F))。③煤矸石可降低各盐碱土剖面含水量,但对电导率的影响因盐渍化程度而异:A1、A2组电导率升高,A3组则降低。研究表明,煤矸石添加有利于盐碱土的改良。 展开更多
关键词 一维垂直入渗 煤矸石 盐碱土 水动力学参数 土壤改良
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冻融循环对花岗斑岩破裂面分形特征及能量耗散的影响
14
作者 胡宝文 刘畅 +3 位作者 宿辉 南博文 赵辉绩 韩艳超 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期97-100,109,共5页
为探讨冻融循环对花岗斑岩破裂面特征及其破坏机制的影响,采用单轴压缩试验与高精度蓝光三维测量技术,结合分形理论定量分析了花岗斑岩在自然状态、饱和状态和冻融循环状态下的破裂面三维形貌特征。结果表明,冻融循环显著降低了花岗斑... 为探讨冻融循环对花岗斑岩破裂面特征及其破坏机制的影响,采用单轴压缩试验与高精度蓝光三维测量技术,结合分形理论定量分析了花岗斑岩在自然状态、饱和状态和冻融循环状态下的破裂面三维形貌特征。结果表明,冻融循环显著降低了花岗斑岩的抗压强度和弹性模量,并增加了破裂面的分形维数;相较于其他2种状态,冻融循环岩石破裂面的微裂隙及孔隙占比最高,颗粒连续性差,结合力弱,从而导致破裂面呈现更加粗糙和不规则的特征;冻融循环增加了破裂过程中的能量耗散比例,3种状态下的分形维数与能量耗散比例呈正相关性。 展开更多
关键词 花岗斑岩 冻融循环 分形维数 能量耗散 断裂形貌
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基于无人机多光谱估算冬小麦作物系数
15
作者 刘新侠 杨鑫宇 +2 位作者 付春晓 承达瑜 于锐 《江苏农业学报》 北大核心 2025年第6期1169-1178,共10页
作物系数(K_(c))是用于衡量植物对水分需求的一个重要参数,高效、及时地获取K_(c)对优化灌溉管理,提升农业用水效率具有重要意义。本研究以冬小麦为研究对象,利用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的双作物系数法,并结合观测得到的冬小麦... 作物系数(K_(c))是用于衡量植物对水分需求的一个重要参数,高效、及时地获取K_(c)对优化灌溉管理,提升农业用水效率具有重要意义。本研究以冬小麦为研究对象,利用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的双作物系数法,并结合观测得到的冬小麦长势参数(株高、叶面积指数),进行冬小麦作物系数的估算;同时利用无人机遥感获取多光谱的冬小麦影像,分析不同时期(拔节期、抽穗期和开花期)8种常用植被指数(归一化植被指数、重归一化植被指数、土壤调节植被指数、转化叶绿素吸收反射指数、增强型植被指数、绿色归一化植被指数、比值植被指数、差值植被指数)与FAO推荐方法得到的作物系数的相关性;根据决定系数(R^(2))选取适宜的植被指数建立作物系数估算模型,并与FAO推荐方法估算的作物系数进行比较。结果表明,拔节期至开花期,归一化植被指数(NDVI)、重归一化植被指数(RDVI)、土壤调节植被指数(SAVI)和转化叶绿素吸收反射指数(TCARI)等4种植被指数与K_(c)的相关性较好。基于TCARI/RDVI建立的冬小麦作物系数估算模型精度更高,拔节期、抽穗期和开花期估算模型的均方根差(RMSE)分别为0.14、0.12和0.15,拔节期、抽穗期和开花期的模型性能系数(EF)分别为0.66、0.88和0.71。利用估算模型生成的作物系数分布图可为冬小麦的合理灌溉提供科学依据。 展开更多
关键词 冬小麦 无人机 多光谱 作物系数 植被指数
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基于水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型
16
作者 张运鑫 郭邦 +3 位作者 樊煜 高占义 杨芸 刘洁 《节水灌溉》 北大核心 2025年第5期39-44,50,共7页
在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的... 在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的影响,建立了基于水力响应时间的实时优化配水模型。当供水流量变大或变小时,模型提供2种配水方式:方式1为优先调节流量,再调节配水渠道数量;方式2为增加或减少下级配水渠道的数量。模型以各配水支渠的配水流量、开始配水时间和结束配水时间为决策变量,以配水历时最短和渠道输水损失最小为目标函数,通过精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。结果表明:2种方式的配水流量均在流量上下限之间,满足配水要求,响应时间的计算提供了更精准的配水时间;方式1可以保证所有渠道不间断配水,但出现了部分渠道配水流量较小的情况,配水历时为128.66 h;方式2中所有渠道均大流量配水,且配水流量大小能保持稳定,配水历时为122.13 h,但部分渠道会中断配水。水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型能够在供水流量变化时提供配水方案,方式1比方式2的配水流量波动大,渠道输水损失大,且配水时间多6.54 h。2种方式都考虑了水力响应时间对配水方案的影响,从而增加配水时间的准确性,可为灌区的配水工作提供指导。 展开更多
关键词 渠系配水 水力响应时间 优化配水模型 遗传算法 实时配水
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SWMM模型参数的全局敏感性分析
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作者 龙岩 杨同歆 +3 位作者 贾昊 雷晓辉 吴辉明 姜淑敏 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第5期1100-1112,共13页
暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)的不确定参数在一定程度上影响着内涝模拟的精度,因此以中山市某研究区域为例,计算SWMM模型参数的初始值,采用最大互信息系数和偏相关系数探究短历时、长历时不同重现期下对径流总... 暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)的不确定参数在一定程度上影响着内涝模拟的精度,因此以中山市某研究区域为例,计算SWMM模型参数的初始值,采用最大互信息系数和偏相关系数探究短历时、长历时不同重现期下对径流总量、出流总量、峰值流量和峰现时间敏感的参数,并利用熵权法确定2种方法的权重进行综合评价,结合综合分析得到的敏感参数和偏相关分析得到的变量之间的正负相关关系,选取8场历史降雨对模型进行率定与验证。结果表明:2种方法得到的各重现期下敏感参数并不完全一致;综合分析发现不同重现期要考虑的敏感参数略有不同,且各重现期最敏感参数与最大互信息系数的结果一致;P=10 a、20 a同一重现期不同降雨历时下敏感参数存在较大差异;模型模拟的管网井下液位的纳什效率系数均大于0.7,峰现时间误差均小于等于30 min,峰值相对误差的绝对值均小于3.5%。通过深入分析模型参数的不确定性,可提高参数率定效率和模型的准确度。 展开更多
关键词 最大互信息系数 偏相关系数 熵权法 敏感性 综合分析 率定与验证
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基于改进灰狼算法优化BP模型的滨州市用水量预测
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作者 张运鑫 郭邦 +1 位作者 王恰恰 樊煜 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期95-101,共7页
用水量预测对于水资源的可持续管理、提高生产效率以及保护生态环境都有着重要的意义。为提高用水量预测精度,提出改进灰狼算法优化BP神经网络(IGWO-BP)模型用于用水量预测。选取16个影响因子,利用灰色关联性分析筛选出与用水量关联性... 用水量预测对于水资源的可持续管理、提高生产效率以及保护生态环境都有着重要的意义。为提高用水量预测精度,提出改进灰狼算法优化BP神经网络(IGWO-BP)模型用于用水量预测。选取16个影响因子,利用灰色关联性分析筛选出与用水量关联性较大的4个影响因子作为IGWO-BP模型的输入变量,用水量作为模型的输出变量。使用Circle混沌映射、非线性收敛因子、引入Levy飞行和贪婪搜索策略来改进灰狼算法(GWO),将IGWO分别与GWO、遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)进行6种基本函数算法性能测试,验证算法的寻优和收敛性能;然后通过IGWO-BP模型对滨州市用水量预测,把IGWO-BP模型预测结果分别与GWO-BP模型、PSO-BP模型和BP神经网络模型预测结果进行对比。结果表明:在选取的16个影响因子中,总人口、农用地、平均气温和全年日照时间与用水量关系更加密切;同等参数下,在6种基本函数算法性能测试中IGWO的寻优和收敛性能明显优于其他3种算法;在用水量预测中,IGWO-BP模型适应度值的收敛速度和最小值都优于GWO-BP模型和PSO-BP模型,IGWO-BP模型预测值的平均相对误差和均方根误差相比于其他3个模型都有较大幅度的降低。无论是从模型适应度值还是预测值精度上,IGWO-BP模型用水量预测效果更好,预测精度更高,可为未来用水预测提供一种思路和技术支撑。 展开更多
关键词 用水量预测 IGWO-BP 灰色关联性分析 GWO-BP 适应度值
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基于贝叶斯非齐次隐马尔科夫模型的京津冀日降雨模拟研究 被引量:1
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作者 陈子浩 闫磊 +3 位作者 董旺 孙健 宋立冬 谢笑添 《水文》 北大核心 2025年第3期48-53,100,共7页
隐马尔科夫模型(HMM)在降雨模拟中未能考虑影响降雨动态变化的外部因素。引入贝叶斯非齐次隐马尔科夫模型(Bayesian-NHMM)来考虑影响降雨的外部因素,如降雨季节性特征和大尺度大气环流因子。对京津冀地区1979—2018年6—9月内日降雨进... 隐马尔科夫模型(HMM)在降雨模拟中未能考虑影响降雨动态变化的外部因素。引入贝叶斯非齐次隐马尔科夫模型(Bayesian-NHMM)来考虑影响降雨的外部因素,如降雨季节性特征和大尺度大气环流因子。对京津冀地区1979—2018年6—9月内日降雨进行模拟与预测,考虑东亚夏季风指数(EASM)、太平洋年代际振荡(PDO)、印度洋偶极子(IOD)、北大西洋涛动(NAO)、厄尔尼诺指数(ElNiño)和南方涛动指数(SOI)等多个大尺度大气环流因子的影响,引入降雨季节性特征来表征京津冀6—9月日降雨的年内变化,以期提升模型的性能。结果表明:(1)Bayesian-NHMM模型表现优于传统的HMM模型。(2)降雨季节性特征和南方涛动(SOI)是京津冀日降雨动态变化的主要外部影响因子组合。(3)引入降雨季节性特征后,Bayesian-NHMM模型更有效地识别出京津冀地区日降雨的季节性变化规律。Bayesian-NHMM模型可以显著提升京津冀地区日降雨的模拟和预测精度。 展开更多
关键词 大尺度大气环流因子 Bayesian-NHMM 日降雨预测 季节性特征 京津冀
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基于PSR-Markov模型的水-经济社会协调发展时空演变
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作者 袁昕恬 王婷 +3 位作者 刘彬 沙金霞 游进军 王文睿 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第4期839-848,共10页
结合相邻地区正负效应,耦合“压力-状态-响应”(pressure-state-response,PSR)模型与马尔科夫(Markov)模型,构建河北省水资源与经济社会协调发展评价模型,并通过分析河北省及各地级市的协调发展程度及邻域效应,揭示其时空演变规律。结... 结合相邻地区正负效应,耦合“压力-状态-响应”(pressure-state-response,PSR)模型与马尔科夫(Markov)模型,构建河北省水资源与经济社会协调发展评价模型,并通过分析河北省及各地级市的协调发展程度及邻域效应,揭示其时空演变规律。结果表明:从时间演变看,河北省PSR系统整体与内部协调度自2019年持续上升,2021年达到最大值,发展前景良好,但短期难以跨等级跃升或衰退;从空间分布看,协调发展程度呈现中南部高、北部低的特点,高协调区多集中于经济发达的地级市,如唐山市、石家庄市。相邻地级市的协调发展类型显著影响周边地区,“中水平”和“低水平”地区协调发展情况易受周边地区影响而趋同。研究可为河北省水资源刚性约束下的高质量发展提供参考借鉴。 展开更多
关键词 水资源与经济社会协调发展 时空演变 PSR模型 MARKOV模型 河北省
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