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基于智能网格降水和水文滑坡耦合模型的全国洪水和滑坡灾害滚动预报 被引量：1
1
作者 张春堂 张珂 +2 位作者 陈国鼎 王晟 包红军 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期83-92,共10页
为解决洪水和滑坡灾害在大尺度下实时预报中面临驱动数据、土水参数难以获取以及计算负荷的问题,以水文-滑坡耦合模型(CRESLIDE)为基础,引入无缝隙精细化智能网格降水数据作为驱动因子,利用土壤厚度模型及土壤类型数据获取分布式土水参... 为解决洪水和滑坡灾害在大尺度下实时预报中面临驱动数据、土水参数难以获取以及计算负荷的问题,以水文-滑坡耦合模型(CRESLIDE)为基础,引入无缝隙精细化智能网格降水数据作为驱动因子,利用土壤厚度模型及土壤类型数据获取分布式土水参数,结合地表覆盖信息及累积降水量动态识别滑坡敏感区域,采用并行技术加速计算过程,构建了全国尺度的CRESLIDE模型,对2022—2023年降雨诱发洪水和滑坡灾害进行实时预报,并基于汛期6—8月的长序列和个例灾害对模型进行检验。结果表明:CRESLIDE模型在并行计算时的加速比最高可达5.53;洪水灾害整体上集中于华北和西南一带,滑坡灾害多发生在我国南方地区,7—8月北方滑坡开始增加;在长序列检验中,模型预报精度评价指标ROC曲线下面积均超过或接近0.7,其中洪水灾害预报效果优于滑坡灾害;在个例检验中,模型预测的灾害发生位置和时间与实测结果较为一致。 展开更多
关键词 智能网格降水 水文-滑坡耦合模型 洪水与滑坡灾害 大尺度滚动预报 中国
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知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法 被引量：3
2
作者 袁赛瑜 陈逸鸿 +2 位作者 罗霄 张汇明 唐洪武 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期28-38,共11页
感潮河网地区大量水闸、泵站智慧高效的联合调度是实现河网活水提质的重要保障,但以往的智能模拟方法缺乏物理可解释性,难以准确描述感潮河网复杂的水动力过程。本文提出了一种知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法,应用于概化... 感潮河网地区大量水闸、泵站智慧高效的联合调度是实现河网活水提质的重要保障,但以往的智能模拟方法缺乏物理可解释性,难以准确描述感潮河网复杂的水动力过程。本文提出了一种知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法,应用于概化感潮河网和上海蕰南片感潮河网的水动力模拟。结果表明:以人工神经网络为主干、以河网水流控制方程作为物理约束,构建包含控制方程残差的人工神经网络损失函数,不断迭代优化神经网络权重集直至损失函数满足要求,从而实现同时具备物理可解释性和高效计算效率的感潮河网水动力智能模拟;该方法区别于传统人工神经网络,表现在所需的训练数据大幅度减少,还可以得到没有训练数据断面的水动力过程;该方法具有良好的模拟精度、计算效率以及鲁棒性。 展开更多
关键词 水动力模拟 感潮河网 智能模拟 知识驱动 数据驱动
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陕西省月用水量预测方法研究 被引量：1
3
作者 陈星 沈紫菡 +2 位作者 许钦 刘睿佳 蔡晶 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期73-78,共6页
基于国家水资源管理信息系统的月用水量数据分析,选用ARIMA模型、BP神经网络模型以及经过遗传算法(GA)优化的BP神经网络模型(GA-BP神经网络模型)进行月用水量模拟。在构建BP神经网络模型过程中,通过多源社会经济数据的整合与分析,采用... 基于国家水资源管理信息系统的月用水量数据分析,选用ARIMA模型、BP神经网络模型以及经过遗传算法(GA)优化的BP神经网络模型(GA-BP神经网络模型)进行月用水量模拟。在构建BP神经网络模型过程中,通过多源社会经济数据的整合与分析,采用平均影响值算法(MIV)和皮尔逊相关系数联合方法筛选月用水量的关键影响因子。研究结果表明,三种模型在陕西省月用水量预测中均表现出较高的精度,其中GA-BP神经网络模型的预测精度最高。为进一步验证影响因子对模拟结果的影响,采用不同方法筛选影响因子作为GA-BP神经网络模型的输入,模拟结果表明,MIV和皮尔逊相关系数联合方法提高了影响因子的选取精度,能够有效提升GA-BP神经网络模型的模拟性能。 展开更多
关键词 月用水量预测 ARIMA模型 遗传算法 神经网络模型 因子筛选 陕西省
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黄河水源涵养区生态系统服务要素时空演变及权衡与协同分析 被引量：1
4
作者 鞠琴 卜媛媛 +5 位作者 申同庆 蔡辉艺 王乐扬 金君良 于磊 格桑卓嘎 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期38-46,共9页
为探究黄河水源涵养区生态系统服务的时空演变规律,采用InVEST模型对2000—2020年黄河水源涵养区碳储量、土壤保持、生境质量、产水能力和水源涵养5个生态系统服务要素进行计算,并分析了各要素的时空演变特征和相互间的权衡与协同关系... 为探究黄河水源涵养区生态系统服务的时空演变规律,采用InVEST模型对2000—2020年黄河水源涵养区碳储量、土壤保持、生境质量、产水能力和水源涵养5个生态系统服务要素进行计算,并分析了各要素的时空演变特征和相互间的权衡与协同关系。结果表明:2000—2020年黄河水源涵养区产水能力、水源涵养量、土壤保持量呈现一致波动时间变化趋势,生境质量、碳储量整体呈下降趋势;各生态系统服务要素之间存在不同程度的协同相关性,其中,土壤保持与产水能力和土壤保持与碳储量间协同关系最强,其他要素之间呈现中等或弱协同关系;5个生态系统服务要素与土地利用类型密切相关,不同土地利用类型下的各项生态系统服务要素差异较大;各项生态系统服务要素间以协同为主,整体协同关系在时间上呈波动轻微增强趋势,空间分布上中南部草地以高-高协同为主,低-低协同主要分布在北部地区草地和林地,高-低和低-高权衡主要分散在东西部地区的耕地和建设用地。 展开更多
关键词 生态系统服务要素 权衡与协同 InVEST模型 黄河水源涵养区
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基于网格聚合理论和Copula函数的流域极端降水三维识别及时空动态演变研究
5
作者 任立良 万仪欣 +4 位作者 袁山水 朱榴骏 刘懿 杨肖丽 季芳 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期151-159,共9页
为更好地应对流域极端降水灾害,本文提出了一种基于网格聚合理论的降水事件三维识别方法,通过识别、聚类、分割的动态识别步骤捕捉降水事件及其三维特征,采用Copula函数耦合降水历时、强度和总量,形成新的极端降水指标COP,并以黄河流域... 为更好地应对流域极端降水灾害,本文提出了一种基于网格聚合理论的降水事件三维识别方法,通过识别、聚类、分割的动态识别步骤捕捉降水事件及其三维特征,采用Copula函数耦合降水历时、强度和总量,形成新的极端降水指标COP,并以黄河流域为例进行了极端降水时空动态演变分析。结果表明:本文提出的降水事件三维识别方法能够较好地捕捉降水的演变过程,与传统极端降水指标P_(95)相比,本文提出的极端降水指标可以更准确地捕捉黄河流域极端降水的时空迁移轨迹,并考虑极端降水发展过程中弱降水事件的累积贡献,更完整地描述极端降水事件的时空演变机制。 展开更多
关键词 极端降水 三维识别 网格聚合理论 COPULA函数 黄河流域
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上游径流对长江口盐水上溯距离影响研究
6
作者 王辉 黄睿 +4 位作者 张蔚 陈中 王晓光 李昊 曾建峰 《海洋学报》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页
长江口盐水入侵严重影响上游供水安全、农业灌溉和生态环境健康,其中在径流和潮动力的相互作用下盐水上溯距离一直受到较多的关注,然而径潮相互作用下盐水上溯距离研究并不充分。本文利用MIKE 3水动力学模型建立了长江口三维水动力和盐... 长江口盐水入侵严重影响上游供水安全、农业灌溉和生态环境健康,其中在径流和潮动力的相互作用下盐水上溯距离一直受到较多的关注,然而径潮相互作用下盐水上溯距离研究并不充分。本文利用MIKE 3水动力学模型建立了长江口三维水动力和盐度数学模型,采用2016年长江口实测潮位、流速、流向和盐度资料对长江口三维水动力和盐度数学模型进行了验证,验证结果显示模拟值和实测值较为吻合,表明本文所建立的长江口三维水动力和盐度数学模型可以较好地模拟长江口附近的水动力和盐度特性。为了探究上游径流对长江口盐水上溯距离的影响,本文设置了长江口上游15000~50000 m^(3)/s中8个径流量,分别模拟研究了上游不同径流量对长江口南支-北港、南支-南港-北槽和南支-南港-南槽3条航道盐水入侵上溯距离的影响。模拟结果表明,3条航道的盐水入侵程度显著依赖于潮汐动力,大潮潮动力强,外海与北支盐水倒灌的盐水入侵都强于小潮期间,盐水上溯距离整体大于小潮期间。当径流较低时,北支存在盐水倒灌现象,也会增加盐水入侵距离。同时分析了不同径流条件下3条航道盐度垂向分布和层化现象,并分别建立了上游径流量和3条航道盐水上溯距离的相关关系。研究结果可对长江河口“压咸补淡”和物质输运等研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 长江口 数值模拟 盐水入侵 上溯距离 径流
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基于LSTM模型的宁波沿海风暴增水预报研究
7
作者 陈永平 王瑾琪 +3 位作者 徐晓武 丁骏 谭亚 宗志锋 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期162-169,共8页
为提高宁波沿海风暴潮位预报的时效性与精度,基于LSTM模型开展了风暴潮引起的增水智能预报研究。基于历史台风和虚拟台风信息,利用ADCIRC水动力模型计算了台风期间宁波沿海潮位站的风暴增水,构建了风暴增水样本数据库;应用LSTM模型对宁... 为提高宁波沿海风暴潮位预报的时效性与精度,基于LSTM模型开展了风暴潮引起的增水智能预报研究。基于历史台风和虚拟台风信息,利用ADCIRC水动力模型计算了台风期间宁波沿海潮位站的风暴增水,构建了风暴增水样本数据库;应用LSTM模型对宁波沿海风暴增水样本数据进行训练,通过样本优化与参数调优,建立了稳健高效的宁波沿海风暴增水智能预报模型。202212台风“梅花”检验结果表明,当训练样本超过400场时,所构建的预报模型可以较好地实现宁波沿海风暴增水1~12 h的短期预报,当预见期超过12 h后,预报结果与实测数据将可能出现较大偏差。 展开更多
关键词 风暴增水 虚拟台风 智能预报 LSTM模型 宁波沿海
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南京城市水体中微塑料的赋存特性及其影响因素
8
作者 诸裕良 张鹏 沈骁腾 《水资源保护》 北大核心 2025年第4期236-243,共8页
以南京城市河流秦淮河和夹江为研究对象,于2022年1月至2023年12月开展了调查采样,分析了研究期内两条河流的微塑料赋存特征,解析了微塑料的可能来源,并采用污染负荷指数法对研究区域的微塑料污染进行评估。结果表明:秦淮河微塑料颗粒平... 以南京城市河流秦淮河和夹江为研究对象,于2022年1月至2023年12月开展了调查采样,分析了研究期内两条河流的微塑料赋存特征,解析了微塑料的可能来源,并采用污染负荷指数法对研究区域的微塑料污染进行评估。结果表明:秦淮河微塑料颗粒平均丰度为(612.3±183.1)个/m^(3),丰度范围为333.3~942.1个/m^(3),夹江微塑料颗粒平均丰度为(556.2±263.7)个/m^(3),丰度范围为201.1~933.3个/m^(3);两条河流的微塑料颗粒粒径主要分布在0~1 000μm,微塑料主要形状、颜色均分别为纤维状(秦淮河52.0%,夹江70.0%)和黑色(秦淮河63.2%,夹江72.5%);两条河流微塑料污染评估均显示污染程度为轻度。 展开更多
关键词 微塑料 赋存特征 城市河流 污染评估 南京市
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长江源区水源涵养能力多尺度时空变化特征研究
9
作者 任化准 吴光东 束龙仓 《人民长江》 北大核心 2025年第7期76-83,共8页
长江源区是长江流域重要的水源涵养功能区,是中国重要的生态安全屏障。揭示长江源区水源涵养能力时空变化规律及其影响因素,对推进生态保护与修复工程、维持长江源生态功能和保护河湖健康具有重要意义。应用SWAT水文模型模拟了长江源区... 长江源区是长江流域重要的水源涵养功能区,是中国重要的生态安全屏障。揭示长江源区水源涵养能力时空变化规律及其影响因素,对推进生态保护与修复工程、维持长江源生态功能和保护河湖健康具有重要意义。应用SWAT水文模型模拟了长江源区水文过程,结合统计及地统计方法,定量识别了长江源区水源涵养能力多尺度时空变化特征及主要影响因素。结果表明:(1)1963~2020年长江源区年降水量、实际蒸散发量、径流量和产水量呈现显著的上升趋势,上升速率分别为1.35,1.00,0.12 mm/a和0.36 mm/a;年水源涵养能力呈现不显著上升趋势,上升速率为0.24 mm/a,但年内、年际变化却极为明显,水源涵养能力主要集中在秋季和暖季。(2)水源涵养能力空间上呈现从上游到下游增加的趋势;通天河水源涵养能力最高,当曲河其次,楚玛尔河和沱沱河水源涵养能力较小。(3)水源涵养能力主要受降水量、产水量、地下径流量、干旱指数、蒸散发能力及土地利用类型等因素的综合影响。研究成果可为长江流域水资源管理及生态环境保护提供参考。 展开更多
关键词 水源涵养能力 降水量 蒸散发量 径流量 产水量 时空特征 SWAT模型 长江源区
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基于调和分析及VMD-LSTM混合模型的甬江河口水位预报方法
10
作者 陈永平 韩韬 +3 位作者 邱超 甘敏 谭亚 王瑾琪 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
为解决甬江感潮河段潮位预报总体精度偏低的问题,构建了一种基于经典调和分析(T_TIDE)、变分模态分解(VMD)和长短时记忆神经网络(LSTM)的混合模型(VMD-LSTM混合模型)。VMD-LSTM混合模型采用T_TIDE程序包对甬江河口逐时水位数据进行回报... 为解决甬江感潮河段潮位预报总体精度偏低的问题,构建了一种基于经典调和分析(T_TIDE)、变分模态分解(VMD)和长短时记忆神经网络(LSTM)的混合模型(VMD-LSTM混合模型)。VMD-LSTM混合模型采用T_TIDE程序包对甬江河口逐时水位数据进行回报(即潮位),用实测水位减去潮位得到相应余水位,并采用VMD模型将余水位分解为13个本征模函数(IMF),依次对应D0~D12潮族,采用LSTM模型分别训练余水位的各个IMF分量和潮位并分别向后预报12~48h,各个IMF分量和潮位的预报值之和即为河口水位的预测值。结果表明:VMD模型可对甬江河口余水位中D0~D12潮族波动进行完全分离;VMD-LSTM混合模型12、24、36、48h短期水位预报的均方根误差(RMSE)比LSTM模型最多分别降低了0.15、0.13、0.16、0.16m;VMD-LSTM混合模型在D0、D2潮族频带的误差修正最明显,相比LSTM模型,可分别将D0、D2潮族的谱峰预报误差最多降低0.05、0.04m·d^(0.5)。 展开更多
关键词 甬江口 河口潮汐 变分模态分解 LSTM模型 调和分析 水位预报
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感潮河网水动力调控智能决策方法
11
作者 袁赛瑜 步佳李 +1 位作者 林佳威 唐洪武 《水科学进展》 北大核心 2025年第4期657-667,共11页
感潮河网水闸群联合调度是提升河网水动力和减少水流往复、活水提质的重要措施。目前水闸调度以经验为主,低效费时,少数智能方法只能做确定性工况的调度决策,无法应对水文、潮汐以及闸门扰动下河网水动力过程实时动态调控。本文提出一... 感潮河网水闸群联合调度是提升河网水动力和减少水流往复、活水提质的重要措施。目前水闸调度以经验为主,低效费时,少数智能方法只能做确定性工况的调度决策,无法应对水文、潮汐以及闸门扰动下河网水动力过程实时动态调控。本文提出一种感潮河网水动力调控智能决策方法,利用长短期记忆网络和时间融合变压器精准捕捉水位和流量变化的长期依赖和非平稳动态特征,识别河网多重因素干扰,建立水位—流量非线性响应关系,实现精准预测;基于闸内外水位差,以目标断面净过水量最大为优化目标,建立基于遗传算法的闸门群水力调控优化模型,实现搜索目标最优下的闸门群联调方案。应用于上海蕴南片河网的水动力调控,结果表明该方法能够动态响应水文潮汐边界的变化,智能调控水闸群重构河网水动力格局,在设定的2种工况下12 h净过水率分别提升12.8%和5.4%,往复流流量分别降低74.2%和55.3%,显著改善了目标河段的水流往复,增强定向流动。 展开更多
关键词 感潮河网 水动力 水闸群联合调度 智能决策
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基于内嵌物理信息神经网络的复式河道非恒定水动力过程求解方法
12
作者 肖洋 陆钰涵 +1 位作者 刘佳明 许栋 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期90-99,共10页
为提升复式河道非恒定水动力过程的模拟精度,提出了一种基于物理信息神经网络(PINN)的复式河道非恒定流模拟方法,该方法将圣维南方程和1D+模型的物理约束融入深度学习框架,构建用于模拟洪峰与风暴潮叠加情形的PINN模型,同时设计了由矩... 为提升复式河道非恒定水动力过程的模拟精度,提出了一种基于物理信息神经网络(PINN)的复式河道非恒定流模拟方法,该方法将圣维南方程和1D+模型的物理约束融入深度学习框架,构建用于模拟洪峰与风暴潮叠加情形的PINN模型,同时设计了由矩形河道向复式河道迁移的迁移学习策略,开发了结合Adam和SGD的双优化器训练方法。算例验证结果表明:所提出的PINN模型能有效捕捉滩槽水力交互特性,相比传统方法预测精度提升31.8%(RMSE从0.085 m降至0.058 m);基于矩形河道预训练的迁移学习策略能显著提升模型性能,RMSE降低34.5%;Adam+SGD双优化器训练策略有效抑制了过拟合现象,使模型预测精度提升32.5%。 展开更多
关键词 复式河道 深度学习 圣维南方程 非恒定流 PINN
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考虑变动产流模式的金沙江流域降雨-融雪径流模拟及水文响应分析
13
作者 张珂 罗煜宁 +1 位作者 王宇昊 李顺章 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期213-222,共10页
针对青藏高原产流机制复杂、水循环关键要素响应关系尚不明确的问题,提出了子流域尺度变动产流模式识别方法。基于MODIS卫星遥感产品和子流域主导产流模式划分结果,运用分布式水文模型iRainSnowHydro开展了金沙江流域降雨-融雪径流模拟... 针对青藏高原产流机制复杂、水循环关键要素响应关系尚不明确的问题,提出了子流域尺度变动产流模式识别方法。基于MODIS卫星遥感产品和子流域主导产流模式划分结果,运用分布式水文模型iRainSnowHydro开展了金沙江流域降雨-融雪径流模拟和水源分割,定量分析了直门达和石鼓子流域径流组成的季节性变化特征以及降水与径流在不同响应时间下的自相关系数、偏自相关系数和互相关系数。结果表明:提出的方法可以有效识别金沙江各子流域的季节性主导产流模式,较准确地模拟流域径流过程,纳什效率系数达到0.75;壤中流和地下径流是直门达和石鼓子流域主要的径流组分,春、夏季地表径流占比显著提高,地表径流和基流的消退时间分别为3~10、10~80 d。 展开更多
关键词 变动产流模式 降雨-融雪径流模拟 水文响应 水源分割 金沙江流域
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上海市感潮河网水质劣化机理研究 被引量：1
14
作者 魏祥龙 陆卫安 +6 位作者 唐洪武 王玲玲 羊丹 陈红 袁赛瑜 黄茗 吕升奇 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期319-328,共10页
以典型平原河网上海市蕰南片区为例,综合运用实测数据分析、数值模拟以及现场采样测定等技术手段,开展感潮河网水质劣化机理研究。结果表明:蕰南片区河网水质时空异质性显著,非汛期水质明显优于汛期,东部和南部河道水质显著优于西部和北... 以典型平原河网上海市蕰南片区为例,综合运用实测数据分析、数值模拟以及现场采样测定等技术手段,开展感潮河网水质劣化机理研究。结果表明:蕰南片区河网水质时空异质性显著,非汛期水质明显优于汛期,东部和南部河道水质显著优于西部和北部;降雨致使该片区河网中NH_(3)-N、TP、COD及浊度等指标严重超标,其中降雨引发的污水直排污染负荷增加是汛期水质劣化的主要成因;污水直排还造成该片区河网底泥污染严重,汛期以防洪为目标的工程调度形成了低水位-高流速的水动力格局,底泥冲刷、污染物再悬浮与持续释放,进一步加剧了汛期水质劣化;非汛期弱动力河道因换水率低、自净能力弱,叠加底泥污染物持续释放,导致水质劣化与稳定性差。 展开更多
关键词 感潮河网 水污染 水动力重构 一维河网模型 上海市
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长江中游洲滩植被生长动态及其对水流阻力的影响 被引量：1
15
作者 刘胜琪 夏军强 +2 位作者 石希 周美蓉 辛沛 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期233-241,共9页
以长江中游洲滩典型水生植物芦苇为研究对象,构建了考虑淹水胁迫影响的芦苇生长模型及其生物量分层模型,提出了一种考虑芦苇生长动态的等效曼宁糙率计算方法,分析了不同洪水淹没条件和不同芦苇生长过程对等效曼宁糙率的影响,并建立了非... 以长江中游洲滩典型水生植物芦苇为研究对象,构建了考虑淹水胁迫影响的芦苇生长模型及其生物量分层模型,提出了一种考虑芦苇生长动态的等效曼宁糙率计算方法,分析了不同洪水淹没条件和不同芦苇生长过程对等效曼宁糙率的影响,并建立了非淹没状态下等效曼宁糙率与芦苇地上生物量、相对淹没度的经验计算公式。结果表明:考虑淹水胁迫影响的芦苇生长模型可以较好地模拟芦苇地上生物量和形态参数的变化过程,模拟结果纳什效率系数为0.85~0.94;芦苇生物量和阻水面积有相似的垂向分布规律,以相对高度0.3为界限,芦苇茎阻水面积上小下大,叶阻水面积下小上大,在相对高度0.7以下芦苇总阻水面积和地上生物量近似呈均匀分布;最大等效曼宁糙率计算值约为0.300,淹水胁迫影响下芦苇地上生物量减少,导致同水深条件下等效曼宁糙率值减小10.0%~29.1%。 展开更多
关键词 芦苇生长 等效曼宁糙率 生物量 阻水面积 相对淹没度 长江中游
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水位、水量、产量联控的华北平原地下水超采区节水灌溉多目标优化 被引量：2
16
作者 井淼 张江江 +4 位作者 刘瑾 杨思敏 谢一凡 孙梦雅 鲁春辉 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期184-192,共9页
为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东... 为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东部的沧州市作为研究区,通过收集实地资料,进行了地下水数值模型校正、作物需水模型构建以及NSGA-Ⅱ多目标优化模型配置,获得了限水灌溉条件下灌溉方案的帕累托非劣解集,并优选了代表性的地下水压采和水源置换方案。结果表明:若将灌溉用水中地下水的比例压减42.13%,并将15.28%的地下水置换为替代水源,可实现深层地下水位回升2.36 m,灌溉水量减少26.86%,冬小麦产量下降3.94%;若禁止开采地下水用于灌溉,且将现状开采量的37%置换为替代水源,有望实现深层地下水位回升8.95 m,灌溉水量减少62.87%,冬小麦减产12.70%,且产量仍在约束范围内。 展开更多
关键词 限水灌溉 地下水超采 地下水位 地下水数值模型 多目标优化 粮食产量 华北平原
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西藏高山区中小流域设计洪水计算方法研究进展综述 被引量：1
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作者 康有 张波 +5 位作者 张洁 马顺刚 江玉吉 周毓彦 倪飞宇 刘金涛 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期15-19,共5页
西藏高山区中小流域为亚洲众多大河的源区,是国家水资源安全战略基地和水能资源接续基地。然而,本区下垫面情况异常复杂且监测难度大,属典型的无(缺)资料地区,设计洪水计算方法发展缓慢,为当地水利水电项目的规划设计、施工建设和运营... 西藏高山区中小流域为亚洲众多大河的源区,是国家水资源安全战略基地和水能资源接续基地。然而,本区下垫面情况异常复杂且监测难度大,属典型的无(缺)资料地区,设计洪水计算方法发展缓慢,为当地水利水电项目的规划设计、施工建设和运营管理等带来了较大的风险和挑战。受水文观测资料、高度复杂的下垫面情况及暴雨洪水形成机制等制约,现有方法(如推理公式、洪水频率分析及水文比拟等)在西藏高山区的适用性和有效性不足。为解决西藏中小流域设计洪水计算的难题,建议通过数学物理途径推导流域关键带结构信息(如地形—植被—土壤)与径流响应的解析关系,进而建立由下垫面信息反演设计参数及洪水设计值的理论方法,发展适合西藏中小流域地理水文特性的新型设计洪水计算方法。 展开更多
关键词 高山区流域 关键带结构 暴雨洪水过程 设计洪水计算 无资料流域水文预报
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水文多模型拆分组配与协同优化研究进展 被引量：1
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作者 申笑萱 张珂 +2 位作者 张兆安 刘杰 李致家 《水资源保护》 北大核心 2025年第4期189-196,共8页
水文模型拆分组配与协同优化是水文建模有效的技术手段。基于文献聚类分析,结合文献计量数据与聚类结果,对水文模型的模块拆分、组合及优化方法进行了评述,总结了水文模型模块化设计、框架模型构建及多模型间误差传递等方面的关键研究进... 水文模型拆分组配与协同优化是水文建模有效的技术手段。基于文献聚类分析,结合文献计量数据与聚类结果,对水文模型的模块拆分、组合及优化方法进行了评述,总结了水文模型模块化设计、框架模型构建及多模型间误差传递等方面的关键研究进展,展望了水文多模型灵活组配与协同优化的研究方向。指出传统水文模型的构建方法通常缺乏必要的灵活性和可移植性,模块化设计的理念和机器学习等前沿技术的融合为水文模型的未来发展开辟了广阔的视野,这将为应对现代水文学面临的复杂挑战提供有力工具。 展开更多
关键词 水文模型 模块化 灵活架构 机器学习 模型优化
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2021~2023年山西省河流水环境质量特征分析 被引量：1
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作者 王爱花 史明 +3 位作者 刘金涛 惠晓梅 毋晓琴 李超 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期89-93,共5页
掌握近年山西省河流水环境质量变化规律,对后续更有针对性地开展河流污染治理与保护具有重要意义。基于2021~2023年山西省地表水国控、省控逐月水质数据,分析全省及主要流域不同水质类型比例和主要污染指标现状,采用Mann-Kendall(M-K)... 掌握近年山西省河流水环境质量变化规律,对后续更有针对性地开展河流污染治理与保护具有重要意义。基于2021~2023年山西省地表水国控、省控逐月水质数据,分析全省及主要流域不同水质类型比例和主要污染指标现状,采用Mann-Kendall(M-K)趋势检验和系统聚类法探究水质变化规律。结果表明,2021~2023年全省河流水环境呈改善趋势,优良水体(Ⅰ~Ⅲ类)断面比例显著上升,污染水体(Ⅳ~劣V类)断面比例显著下降;当前全省污染源以农业、生活污染为主,但依然存在工业污染风险,其中,化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷在4~10月易成为污染指标,而氨氮在每年的11月~次年3月易成为污染指标;六大流域河流水质均有不同程度地好转,但涑水河、汾河、桑干河、滹沱河污染水体断面比例依然较高;全省及主要流域3年逐月水质状况主要分为3类,水质较差的一类集中在2021年大部分月份及2022、2023年春夏季个别月份,水质好的一类主要包括2022、2023年大部分月份,春夏季为未来水环境治理需要重点关注的时期。 展开更多
关键词 水质类型变化 污染指标 M-K趋势检验 系统聚类法 山西省
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基于概念性水文模型与长短时记忆模型耦合的汉江上游流域径流模拟 被引量：1
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作者 邓超 孙培源 +2 位作者 尹鑫 邹佳成 王卫光 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期279-292,共14页
为了探究概念性水文模型(GR4J)与长短时记忆模型(LSTM)耦合过程中物理模型参数反馈机制以及考虑土壤含水量作为中间变量对物理引导机器学习(PIML)模型径流模拟的影响,本研究构建了PIML模型并设置考虑参数反馈、考虑中间变量和两者同时... 为了探究概念性水文模型(GR4J)与长短时记忆模型(LSTM)耦合过程中物理模型参数反馈机制以及考虑土壤含水量作为中间变量对物理引导机器学习(PIML)模型径流模拟的影响,本研究构建了PIML模型并设置考虑参数反馈、考虑中间变量和两者同时考虑的3种方案(依次简称为H1、H2、H3),以安康站为控制站的汉江上游流域开展实例研究。结果表明:(1)3种PIML模型径流模拟效果均优于LSTM模型,其中验证期纳什系数(NSE)平均提升10.6%,而PIML-H1与PIML-H3模型径流模拟效果优于GR4J模型,验证期NSE平均提升4.2%,其中PIML-H3模型在3种PIML模型中表现最佳,表明基于LSTM和GR4J模型构建的PIML模型对径流模拟效果有所改善,且同时考虑中间变量和参数反馈因素时对径流模拟效果改善最佳;(2)3种PIML模型对低水流量的模拟效果均优于GR4J和LSTM模型,且PIML-H3模型效果最佳,而对于高水流量,3种PIML模型均表现不佳,说明PIML模型往往在模拟低流量事件中更占优势;(3)3种PIML模型的径流模拟效果均表现出较强的季节性变化,PIML-H2和PIML-H3模型相较于PIML-H1模型受到的季节性变化影响更为明显,说明PIML模型模拟径流结果的季节性变化受到中间变量的影响。研究可为汉江上游流域径流模拟预报提供技术支撑。 展开更多
关键词 物理引导机器学习 径流模拟 中间变量 GR4J LSTM 汉江
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