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数据驱动与物理机制耦合的菜子湖流域水位预报模型研究
1
作者 张运鑫 雷岳清 +4 位作者 廖卫红 张召 雷晓辉 年树强 张志山 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期145-151,159,共8页
菜子湖作为引江济淮工程的关键调蓄湖泊之一,湖泊水位的变化同时受到自然降水和工程调蓄的影响。为了准确模拟及预报菜子湖水位,构建了菜子湖流域四水源新安江模型和菜子湖水位预报的神经网络(LSTM)模型。在此基础上,采用外部耦合的方法... 菜子湖作为引江济淮工程的关键调蓄湖泊之一,湖泊水位的变化同时受到自然降水和工程调蓄的影响。为了准确模拟及预报菜子湖水位,构建了菜子湖流域四水源新安江模型和菜子湖水位预报的神经网络(LSTM)模型。在此基础上,采用外部耦合的方法,构建了四水源新安江-LSTM耦合模型,进一步将物理机制模型模拟的入湖流量作为补充因子,驱动神经网络(LSTM)模型模拟菜子湖水位,从而实现两种不同模型在湖泊水位预报中的耦合应用。结果得出:直接模拟水位的洪水误差小于0.1 m,耦合模拟水位的洪水误差小于0.02 m,后者相较前者,水位误差精度提升了0.08 m。直接模拟水位验证期的洪水误差在0.02 m之内,纳什系数R^(2)分别为0.89、0.75及0.88,均方根误差RMSE分别为0.034、0.027及0.015;耦合模拟水位验证期的洪水误差在0.015 m之内,纳什系数R^(2)分别为0.91、0.82及0.88,均方根误差RMSE分别为0.019、0.021及0.008。研究结果表明,与单驱动因子得出的结果相比,双驱动因子得出的结果更有效地提高了水位的模拟精度。同时在考虑对应降雨的洪水过程中,数据驱动和物理机制相结合的方法与直接预测水位误差相对比,有效地提高了场次洪水水位预报的精度,得到更精确的模拟结果。为引江济淮工程的调水提供了重要的参考依据,也为相似调水工程的洪水水位预报提供一定的参考。 展开更多
关键词 四水源新安江模型 神经网络(LSTM)模型 数据驱动和物理机制相结合 水位误差
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基于新安江模型的菜子湖流域研究及应用 被引量：1
2
作者 雷岳清 张运鑫 《珠江水运》 2024年第15期148-152,共5页
菜子湖作为引江济淮工程的三大关键调蓄湖泊之一,其湖泊调蓄对引江济淮工程具有重要影响。本文通过反推入库模型反推入库流量,构建四水源新安江模型,选用2019年至2022年之间的历史数据,对模型参数率定,对菜子湖全流域及各子流域进行洪... 菜子湖作为引江济淮工程的三大关键调蓄湖泊之一,其湖泊调蓄对引江济淮工程具有重要影响。本文通过反推入库模型反推入库流量,构建四水源新安江模型,选用2019年至2022年之间的历史数据,对模型参数率定,对菜子湖全流域及各子流域进行洪水预报研究。对比分析同一场次洪水在不同时间序列的模型模拟结果,全流域的模拟结果在时间序列1h内最好,孔城河流域在子流域中的模拟结果最好,同时也为其他相似工程洪水预报提供参考。 展开更多
关键词 四水源新安江模型 洪水预报 时间序列
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基于遗传算法优化粒子群算法的支斗两级渠系优化配水研究 被引量：5
3
作者 高建 张运鑫 《节水灌溉》 北大核心 2023年第10期108-113,123,共7页
灌区支斗两级渠道是灌区渠系配水由续灌转为轮灌的关键衔接部分,对实现灌区渠系优化配水和提高渠系水利用系数方面具有重要作用。建立了灌区支渠和斗渠两级渠道优化配水0-1规划模型,在分析利用离散二进制粒子群算法(BPSO)和遗传算法(GA... 灌区支斗两级渠道是灌区渠系配水由续灌转为轮灌的关键衔接部分,对实现灌区渠系优化配水和提高渠系水利用系数方面具有重要作用。建立了灌区支渠和斗渠两级渠道优化配水0-1规划模型,在分析利用离散二进制粒子群算法(BPSO)和遗传算法(GA)的优缺点基础上,研究提出了混合二进制粒子群算法(GA-BPSO),应用MATLAB对BPSO算法和GA-BPSO算法进行编程计算,并通过应用案例进行检验分析。研究结果表明,GA-BPSO算法比BPSO算法效率更高,其中GA-BPSO算法在迭代大约12代左右时可得到案例的最优解,而BPSO算法则在21代左右得到最优解。GA-BPSO算法在支斗两级渠系优化配水中具有快速收敛性,该算法还有进一步优化提升的空间。 展开更多
关键词 渠系配水 轮灌分组 优化配水 遗传算法 混合二进制粒子群算法
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基于河湖长制的水环境治理机制路径研究 被引量：6
4
作者 张殷钦 康文健 任政 《水利水电快报》 2022年第12期105-109,115,共6页
全面推行河湖长制是完善水治理体系、保障国家水安全的重大制度创新。为进一步推动河湖长制背景下的水环境治理,通过整理与归纳相关文献,对当前中国基于河湖长制水环境治理机制的现状进行了分析。将河湖长制的形成过程划分为创建与形成... 全面推行河湖长制是完善水治理体系、保障国家水安全的重大制度创新。为进一步推动河湖长制背景下的水环境治理,通过整理与归纳相关文献,对当前中国基于河湖长制水环境治理机制的现状进行了分析。将河湖长制的形成过程划分为创建与形成、试点与扩散和推广与强化3个阶段,并且从跨部门跨地区协调、资金保障、考核问责、多元参与、执法、科技支撑等6个方面构建了基于河湖长制的水环境治理机制研究框架,提出当前水环境治理机制存在的不足以及改进措施。 展开更多
关键词 河湖长制 水环境治理 水安全 机制建设
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子流域划分在时间尺度上对年径流、泥沙及营养物的影响--以漳河上游流域为例 被引量：4
5
作者 武海霞 李清雪 +1 位作者 孙玉壮 冀雅珍 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第12期131-135,144,共6页
以漳河上游流域为研究对象,采用SWAT模型定量化研究子流域划分方案对模型模拟结果的影响,得到以下结论:子流域划分层次对模拟结果的影响存在上限下限两个阈值25、111,子流域划分数量对年均径流量影响较小,对泥沙和营养物影响较大;在枯水... 以漳河上游流域为研究对象,采用SWAT模型定量化研究子流域划分方案对模型模拟结果的影响,得到以下结论:子流域划分层次对模拟结果的影响存在上限下限两个阈值25、111,子流域划分数量对年均径流量影响较小,对泥沙和营养物影响较大;在枯水年,平水年和丰水年,模拟结果对子流域划分数量的敏感性不一致,丰水年最敏感,枯水年最不敏感;综合考虑模拟精度和模拟效率,漳河上游流域SWAT模拟的最合理子流域划分水平为79个,CSA值为12 411 hm^2,占整个流域面积的0.7%。以上研究成果,对准确模拟该地区的水沙情况奠定一定基础,可为该地区水资源水环境的进一步研究提供技术支撑。 展开更多
关键词 子流域划分 SWAT 年径流 泥沙 营养物 时间尺度
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浊漳河流域SWAT模型构建及径流敏感性分析 被引量：5
6
作者 武海霞 任瑞瑞 +2 位作者 陶涛 郭爱科 耿宝江 《水利规划与设计》 2021年第6期24-28,71,共6页
以浊漳河流域为研究对象,基于研究区1980—2005年的实测径流资料,利用SWAT模型模拟该流域径流,利用SWAT-CUP自带的SUFI-2算法进行径流敏感性分析及参数率定。率定结果表明影响研究区域地表径流的主要参数是CN2、CANMX、REVAPMN;模型率... 以浊漳河流域为研究对象,基于研究区1980—2005年的实测径流资料,利用SWAT模型模拟该流域径流,利用SWAT-CUP自带的SUFI-2算法进行径流敏感性分析及参数率定。率定结果表明影响研究区域地表径流的主要参数是CN2、CANMX、REVAPMN;模型率定期和验证期的R2值分别为0.83与0.79,NS分别达到0.83与0.76,浊漳河流域出口天桥断水文站点的实测和模拟流量过程线拟合良好,表明该模型能较好地反映研究区域的径流变化特征,可以进一步应用于该流域水文模拟方面的相关研究。 展开更多
关键词 浊漳河流域 SWAT模型 SUFI-2算法 敏感性分析 径流
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表面流人工湿地处理污染河水的净化效果 被引量：7
7
作者 张智超 王树谦 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期209-214,共6页
为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH_4^+-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/... 为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH_4^+-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/d、水力停留时间为0.5 d的条件下运行.结果表明,系统对TN和NH_4^+-N的平均去除率分别为51.89%和47.00%,对污染河水有良好的去除效果.在试验期间的进水水质下,发现此设置条件下的表面流人工湿地系统对TN和NH_4^+-N的最大处理负荷分别为8.95和2.16 mg/L,最大去除率分别为60.00%和56.48%.对TN和NH_4^+-N质量浓度沿程变化规律发现:溶解氧(DO)是影响湿地系统对TN和NH_4^+-N去除的关键因子;进一步分析得出NH_4^+-N的去除更易受DO的影响.NH_4^+-N质量浓度沿程变化趋势为在系统前段短暂小幅度升高,中前段大幅度下降,尾端趋于平稳;TN质量浓度全程均呈平稳下降趋势. 展开更多
关键词 表面流人工湿地 总氮 氨氮 平均去除率 浓度沿程变化
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基肥施用方式和灌水量对土壤水分动态和玉米产量影响 被引量：3
8
作者 王利书 杨宝斌 +2 位作者 王丽玄 周客 程东娟 《节水灌溉》 北大核心 2021年第8期1-7,共7页
为探讨基肥施用方式和灌水量对土壤水分及作物生长状况的影响,进行了夏玉米大田试验,设置2种基肥施用方式:耕后施肥(A方式)和耕前施肥(B方式),3个灌水量水平45、60和75 mm,测定了夏玉米各生育期的质量土壤含水量、生长因子和产量。结果... 为探讨基肥施用方式和灌水量对土壤水分及作物生长状况的影响,进行了夏玉米大田试验,设置2种基肥施用方式:耕后施肥(A方式)和耕前施肥(B方式),3个灌水量水平45、60和75 mm,测定了夏玉米各生育期的质量土壤含水量、生长因子和产量。结果表明:①不同灌水量的剖面含水量分布曲线在不同生育期内变化相似,在整个生育期内从拔节期到大喇叭口期分3个阶段,土壤水分呈现明显变化;②基肥施用方式和灌水量对土壤含水量分布均有影响,但基肥施用方式对土壤含水量的影响小于灌水量对土壤含水量的影响;③灌水量越大,玉米耗水量越大,耗水量的差异主要来自玉米前期的土壤蒸发,收获时灌水量大的处理土壤储水量越大;④与耕前施肥相比,耕后施肥处理在玉米的穗长、穗重、穗粗和百粒重方面均有所增加,但灌水量对玉米产量影响大于施肥方式对产量影响。由以上可知,施肥方式和灌水量决定玉米产量,耕后施肥和增加灌水量对玉米产量影响最大,以期为玉米提高产量提供范例。 展开更多
关键词 土壤水分动态 基肥施肥方式 灌水量 夏玉米 生长 产量
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气候变化背景下流域生态需水预估——以好溪流域为例 被引量：5
9
作者 张殷钦 康文健 +2 位作者 乔海娟 龙岩 张丛林 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期313-323,共11页
为探究未来气候变化对流域生态需水量的影响,保障河流生态需水量,针对好溪流域进行生态需水量计算及预测。基于好溪流域气象数据及下垫面条件建立流域生态需水模型,并根据GF1-WFV遥感影像数据订正后的地表反射率和作物种植结构提升模型... 为探究未来气候变化对流域生态需水量的影响,保障河流生态需水量,针对好溪流域进行生态需水量计算及预测。基于好溪流域气象数据及下垫面条件建立流域生态需水模型,并根据GF1-WFV遥感影像数据订正后的地表反射率和作物种植结构提升模型模拟精度。选择CanESM_(2)气候模式下的RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5这3种排放情景,建立气候变化背景下流域生态需水预测方法,计算现状年并预测未来年份的生态需水量及生态需水保障程度。结果表明,基于光学遥感影像进行数据订正后,模型模拟精度有所提升,率定期的模型精度R^(2)从0.80提升为0.85,验证期的R^(2)从0.75提升至0.78。应用提升精度后的模型进行生态需水预测,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,2025—2100年的年均生态需水分别增加了0.27亿、0.21亿和0.29亿m^(3),其中RCP8.5情景下生态需水保障程度最高,RCP4.5情景下生态需水保障程度最低。 展开更多
关键词 流域 气候变化 模拟精度 生态需水量 预测
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漳河流域基流演变规律 被引量：1
10
作者 钟皓 张殷钦 《水电能源科学》 北大核心 2021年第12期28-32,共5页
为揭示漳河流域基流对河川径流的贡献及基流的变化规律,基于观台水文站的实测日径流量(1959~1990、2006~2018年),运用Eckhardt滤波法将日径流量划分为直接径流量和基流量,并通过M-K检验法判别不同时间尺度(年、季、月)基流量和基流指数(... 为揭示漳河流域基流对河川径流的贡献及基流的变化规律,基于观台水文站的实测日径流量(1959~1990、2006~2018年),运用Eckhardt滤波法将日径流量划分为直接径流量和基流量,并通过M-K检验法判别不同时间尺度(年、季、月)基流量和基流指数(BFI)的演变规律。结果表明,1959~1990、2006~2018年基流对河川径流的贡献分别为0.63、0.64;年基流量和BFI呈下降趋势,且在1971、1966年发生突变;季节性基流量均呈显著下降趋势,且突变点出现在1970年前后;春、秋、冬三季BFI均呈显著下降趋势;月基流量和月BFI均呈下降趋势,在1970年前后发生突变。 展开更多
关键词 基流指数 Eckhardt滤波法 M-K检验 观台站
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