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最小二乘支持向量机模型在河道水位预测中的优化应用
1
作者 罗达 《水利规划与设计》 2026年第1期65-69,共5页
文章采用正交小波变换方法,对传统最小二乘支持向量机模型进行优化,克服原有模型在处理非平稳时间序列时难以获得最优解的缺陷,并将优化后的模型应用于浑河流域水位预报工作。结果表明:优化后的模型能够有效求解非平稳时间序列最优解,... 文章采用正交小波变换方法,对传统最小二乘支持向量机模型进行优化,克服原有模型在处理非平稳时间序列时难以获得最优解的缺陷,并将优化后的模型应用于浑河流域水位预报工作。结果表明:优化后的模型能够有效求解非平稳时间序列最优解,在河流水位预报方面表现出良好适用性。与传统模型相比,优化后的模型在年和月时间尺度上预报值与实测值相关系数分别提升0.5和0.3,特别适合用于河流非平稳时间序列水位预报。研究成果为河流水位预报以及其他非平稳水文序列预测提供技术参考。 展开更多
关键词 正交小波变换 优化模型 非平稳时序分析 水位预报 浑河
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基于中国洪水预报系统的北洛河交口河站洪水预报分析
2
作者 李凯娟 《陕西水利》 2026年第1期47-50,共4页
洪水预报预警的时效性和精准度,能够给防汛抢险、防洪调度提供科学信息支撑。通过中国洪水预报系统,采用马斯京根分段连续演算法与河北雨洪模型,建立北洛河交口河站综合洪水预报方案,模拟北洛河交口河站洪水过程。结果表明,交口河站洪... 洪水预报预警的时效性和精准度,能够给防汛抢险、防洪调度提供科学信息支撑。通过中国洪水预报系统,采用马斯京根分段连续演算法与河北雨洪模型,建立北洛河交口河站综合洪水预报方案,模拟北洛河交口河站洪水过程。结果表明,交口河站洪水预报方案评定精度,洪峰流量与峰现时间分别为77.4%、96.8%,方案检验精度,洪峰流量与峰现时间分别为75.0%、100%,方案总体等级为乙等,结果可用于发布洪水作业预报。结果可为防汛减灾决策工作提供科学依据。 展开更多
关键词 洪水预报 河北雨洪模型 北洛河 交口河站
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不同类型城市洪涝风险成因分析及应对措施探讨 被引量：3
3
作者 刘媛媛 李敏 +3 位作者 郝晓丽 刘业森 刘舒 俞茜 《中国防汛抗旱》 2025年第2期42-45,52,共5页
如何进一步提升城市的防洪排涝能力,为城市的可持续发展提供必要保障,是当前城市洪涝风险管理的重要课题。我国地形多样、气候复杂,不同类型城市洪涝风险成因各不相同。针对不同城市地理特征和气候特点,对洪涝风险成因及工程和非工程应... 如何进一步提升城市的防洪排涝能力,为城市的可持续发展提供必要保障,是当前城市洪涝风险管理的重要课题。我国地形多样、气候复杂,不同类型城市洪涝风险成因各不相同。针对不同城市地理特征和气候特点,对洪涝风险成因及工程和非工程应对措施进行探讨,以期为城市防洪排涝规划、洪涝风险管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 沿海城市 平原城市 山地城市 洪涝风险 极端暴雨 成因分析 应对措施
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变化环境下山西省典型流域径流演变及归因分析 被引量：1
4
作者 蔺彬彬 祝雪萍 +2 位作者 张亚琼 庞小龙 郭维维 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期30-36,41,共8页
气候变化和人类活动影响下,山西省境内大部分流域径流都发生了严重的衰减。以山西省内汾河、沁河、漳河、滹沱河4个典型流域为研究对象,分析了径流的演变特征,采用VIC模型对流域的水文过程进行模拟,在此基础上解析了气候变化和人类活动... 气候变化和人类活动影响下,山西省境内大部分流域径流都发生了严重的衰减。以山西省内汾河、沁河、漳河、滹沱河4个典型流域为研究对象,分析了径流的演变特征,采用VIC模型对流域的水文过程进行模拟,在此基础上解析了气候变化和人类活动对径流衰减的贡献。结果表明:1956-2018年,典型流域年径流量都呈现显著的下降趋势,且都在1980年左右发生了突变;相比基准期(1960-1980年),1981-2000年汾河、沁河、漳河、滹沱河的年均径流量分别衰减了57.9%、49.1%、57.3%、37.6%,人类活动的贡献率分别为59.9%、54.3%、52.3%、49.0%;2001-2018年衰减量进一步增大,人类活动的贡献率分别增加为74.8%、73.1%、72.4%、57.7%;地表地下取用水、煤矿开采、水土保持措施等人类活动是径流衰减的主要驱动因素。 展开更多
关键词 气候变化 人类活动 径流衰减 VIC模型 归因分析 典型流域 山西省
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太湖地区水工程预报调度一体化系统建设探讨 被引量：1
5
作者 刘国庆 黄玄 +4 位作者 范子武 黎东洲 杨光 乌景秀 杨帆 《水利信息化》 2025年第1期75-81,86,共8页
江苏省太湖地区水系纵横交错,水利工程众多,调度复杂,实现预报调度一体化是解决太湖平原河网地区水工程精准调度的关键。采用以水文水动力耦合模型为核心的系统建设方法,制定系统总体框架,研发预报调度一体化系列关键技术,以流域为单元... 江苏省太湖地区水系纵横交错,水利工程众多,调度复杂,实现预报调度一体化是解决太湖平原河网地区水工程精准调度的关键。采用以水文水动力耦合模型为核心的系统建设方法,制定系统总体框架,研发预报调度一体化系列关键技术,以流域为单元,集成太湖地区预报调度模型,设计“四预”业务流程、核心功能模块和关键路径,利用业务逻辑串联数字大厅、孪生展示、“四预”调度、会商辅助等功能模块,构建水工程预报调度“四预”业务体系。系统能够支撑太湖地区入江、入湖、圩区联合预报调度,并具备复演过去、模拟现在、预演未来的能力,在区域防汛排涝和引江济太工程调度中得到应用,可为数字孪生流域建设提供参考方案与研究思路。 展开更多
关键词 水工程 预报调度 系统建设 数字孪生 “四预” 太湖地区
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基于山区地表空间异质性的产流计算研究 被引量：1
6
作者 胡彩虹 许营营 +3 位作者 郑钊 刘成帅 余其鹰 李文忠 《人民长江》 北大核心 2025年第5期105-112,共8页
山区流域地表空间较大的差异性是影响产流计算准确性的重要制约因素。基于山区流域地表空间异质性及其垂向传导性,提出了考虑“土壤质地-土壤容重-地形坡度-土地利用类型”垂向空间四级叠加的主导产流机制辨析框架,利用GIS空间分析技术... 山区流域地表空间较大的差异性是影响产流计算准确性的重要制约因素。基于山区流域地表空间异质性及其垂向传导性,提出了考虑“土壤质地-土壤容重-地形坡度-土地利用类型”垂向空间四级叠加的主导产流机制辨析框架,利用GIS空间分析技术划分单一径流成分主导的水文响应单元,并构建分布式产流计算模型;选择淮河下孤山水文站控制流域为研究区,基于1980~2021年20场洪水进行实例验证。结果表明:流域易发生饱和地面径流、超渗地面径流、壤中径流和地下径流的空间占比分别为33.00%,0.80%,34.27%,31.93%;产流计算模型的平均径流深相对误差绝对值为11.12%,确定系数为0.98,计算结果相对可靠。这一研究验证了所提出的产流辨析方法、水文响应单元划分及产流计算模型构建的合理性,可为山区暴雨洪水产流计算提供技术参考。 展开更多
关键词 山区洪水预报 产流计算 地表空间异质性 水文响应单元 分布式水文模型 下孤山水文站
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未来不同气温与降水变化对洞庭湖四大水系入湖径流影响研究 被引量：1
7
作者 李英海 董世杰 +3 位作者 吴江 杨明智 余果 俞佳 《长江流域资源与环境》 北大核心 2025年第7期1502-1511,共10页
在全球气候变化背景下,洞庭湖四大水系入湖径流发生显著变化,进而导致洞庭湖水资源量和湖泊水文要素发生改变。为探究未来洞庭湖流域四大水系入湖径流演变规律,通过构建洞庭湖流域SWAT模型,控制未来洞庭湖流域气温与降水双变量,设置14... 在全球气候变化背景下,洞庭湖四大水系入湖径流发生显著变化,进而导致洞庭湖水资源量和湖泊水文要素发生改变。为探究未来洞庭湖流域四大水系入湖径流演变规律,通过构建洞庭湖流域SWAT模型,控制未来洞庭湖流域气温与降水双变量,设置14种不同气候变化情景组合,计算分析不同气温与降水情景对洞庭湖四大水系入湖径流变化影响。研究结果表明:(1)年尺度和月尺度下,率定期与验证期纳什效率系数和相关系数模拟结果均大于合格要求,近2/3模拟结果达到优秀标准,入湖径流模拟结果月尺度好于年尺度,表明构建的SWAT模型能够较好适用于洞庭湖流域入湖径流模拟与预测;(2)通过构建14种未来不同气候变化情景组合,预测得到四大水系未来年均和月均入湖径流在不同气候情景下差异明显,入湖径流量随降水的增加而增大的变化趋势显著,随气温的升高而减少,但变化趋势不明显,表明降水变化对洞庭湖流域四大水系入湖径流影响大于气温。研究可为科学评估未来气候变化条件下洞庭湖流域水文变化趋势,合理开展水资源管理决策提供参考依据和数据支撑。 展开更多
关键词 洞庭湖 四大水系 入湖径流预测 气候变化 SWAT模型
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密云水库流域“25·7”暴雨洪水模拟与产汇流特征分析 被引量：1
8
作者 刘家宏 方昭妍 +1 位作者 王海彬 严登华 《中国防汛抗旱》 2025年第11期6-11,共6页
2025年7月下旬,海河流域遭遇强降雨过程,密云水库经历了自1959年建库以来最大入库洪水。构建了密云水库上游的数字流域模型,对“25·7”洪水过程进行模拟复盘分析,解析了流域产汇流特征。模拟结果表明:此次暴雨洪水具有明显的“双峰”特... 2025年7月下旬,海河流域遭遇强降雨过程,密云水库经历了自1959年建库以来最大入库洪水。构建了密云水库上游的数字流域模型,对“25·7”洪水过程进行模拟复盘分析,解析了流域产汇流特征。模拟结果表明:此次暴雨洪水具有明显的“双峰”特征,第1次洪峰流量出现在7月27日,在前期雨水释放作用影响下,模拟入库洪峰流量为6323 m^(3)/s(实际观测值6550 m^(3)/s);第2次洪峰流量出现在7月28日,模拟入库洪峰流量为4823 m^(3)/s(实际观测值4550 m^(3)/s),统计7 d累计入库洪量9.74亿m^(3)(实际观测值9.1亿m^(3)),重现期超100 a。流域前期降雨量和土壤蓄滞对接连发生的后期暴雨的径流系数增加有显著的促进作用,因此,采用水文分析法进行产汇流计算时要充分考虑前期降雨的影响,科学调整径流系数,避免造成对洪峰流量的低估。 展开更多
关键词 密云水库 海河“25·7”区域性大洪水 数字流域模型 洪水模拟 产汇流特征
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三峡坝下游河道多值型水位—流量关系的成因
9
作者 王党伟 周子镜 +3 位作者 高宇 关见朝 郭传胜 肖扬帆 《水科学进展》 北大核心 2025年第5期846-856,共11页
三峡水库蓄水后坝下游河道持续冲刷,下游典型断面上的实测水位—流量关系与建库前相比发生了较大变化。本文基于2003—2022年实测水文数据,分析三峡建库后长江中游多个水文站的水位—流量关系,提出计算支流顶托幅度的理论模式,揭示支流... 三峡水库蓄水后坝下游河道持续冲刷,下游典型断面上的实测水位—流量关系与建库前相比发生了较大变化。本文基于2003—2022年实测水文数据,分析三峡建库后长江中游多个水文站的水位—流量关系,提出计算支流顶托幅度的理论模式,揭示支流入汇对干流水位的影响机理。结果表明:三峡坝下游河道水位总体呈现枯水位持续下降、洪水位有升有降的特征,大通以上水文断面的水位—流量关系中均存在临界转换流量;支流顶托是造成大流量水位抬升且水位—流量关系呈现散乱的多值型关系的重要原因;该理论模式能够准确反映支流顶托造成的复杂水位变化过程,可以量化不同因素对顶托范围和幅度的影响程度;三峡建库后坝下游河道持续冲刷粗化导致糙率增加会明显增大支流顶托影响范围,出现部分年份洪水位异常增高现象。研究成果可以为长江中下游防洪提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 水位—流量关系 支流顶托 理论模式 坝下游 三峡水库
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融合再分析数据与观测降水的金沙江上游径流模拟
10
作者 吴志勇 张子昀 +3 位作者 刘杨合 何海 刘茜元 施怡然 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期205-212,222,共9页
针对金沙江上游观测站点稀疏以及高寒山区复杂水文过程导致的径流模拟难题,提出一种融合ERA5-Land再分析数据与观测降水的VIC模型模拟方案。基于模拟结果,对比分析了遥感监测与模型输出的积雪覆盖率,并讨论了流域融雪径流变化特征以及... 针对金沙江上游观测站点稀疏以及高寒山区复杂水文过程导致的径流模拟难题,提出一种融合ERA5-Land再分析数据与观测降水的VIC模型模拟方案。基于模拟结果,对比分析了遥感监测与模型输出的积雪覆盖率,并讨论了流域融雪径流变化特征以及气温对融雪径流的影响。结果表明:仅采用观测降水构建的VIC模型较难模拟流域真实的径流过程,而采用融合数据可将时段径流模拟的确定性系数在率定期和验证期分别提高至0.80和0.74,相对误差降低至20%以内;模型输出的积雪覆盖率与遥感监测呈现良好的一致性,流域融雪径流年际变化稳定,年内差异较大,呈现双峰特征,春季融雪径流与气温有较大的相关性。 展开更多
关键词 径流模拟 融合降水 ERA5-Land再分析数据 VIC模型 能量平衡模式 金沙江上游
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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
11
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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基于系统响应的马斯京根连续演算误差修正方法
12
作者 司伟 黄思琦 +5 位作者 瞿思敏 张永康 程翔 朱彦泽 李昂 郑佳乐 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期89-95,共7页
针对近年来径流式电站、船闸等河道型水利工程持续修建导致传统马斯京根法在新安江模型流域洪水预报应用中精度下降的问题,引入并改进了系统响应误差修正方法,提出了基于系统响应的马斯京根连续演算误差修正方法。该方法根据预报断面实... 针对近年来径流式电站、船闸等河道型水利工程持续修建导致传统马斯京根法在新安江模型流域洪水预报应用中精度下降的问题,引入并改进了系统响应误差修正方法,提出了基于系统响应的马斯京根连续演算误差修正方法。该方法根据预报断面实测流量和计算流量的差值计算修正比例系数,将其应用于各河段节点,对河道汇流初值进行实时动态修正。以受梯级船闸影响的富春江流域主河道为例进行实例分析,结果表明:修正后的洪水预报精度明显提高,修正方法对洪峰的修正效果最好,对于双峰或多峰洪水,特别是受水利工程调控影响较大的洪水过程具有显著的修正效果;传统马斯京根法在加入系统响应误差修正方法后,可有效降低河道型水利工程对洪水预报中河道汇流演算的影响,提高流域洪水预报精度,同时解决了传统系统响应误差修正方法中信息来源与待修正变量之间信息维度不对称的问题。 展开更多
关键词 洪水预报 马斯京根法 系统响应 误差修正 河道汇流演算 富春江流域
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雨水情监测预报“三道防线”建设技术和装备应用研究 被引量：1
13
作者 张建刚 穆禹含 +1 位作者 张欣 刘晨阳 《水利信息化》 2025年第2期50-55,63,共7页
针对近年来多地洪水频发的现状,梳理北京市水文总站雨水情监测预报“三道防线”建设技术和设备的应用情况,以及“三道防线”建设推进工作内容,重点介绍测雨雷达、山洪预警哨兵、水文监测侧扫雷达、北斗巡检设备等的技术原理和特点及应... 针对近年来多地洪水频发的现状,梳理北京市水文总站雨水情监测预报“三道防线”建设技术和设备的应用情况,以及“三道防线”建设推进工作内容,重点介绍测雨雷达、山洪预警哨兵、水文监测侧扫雷达、北斗巡检设备等的技术原理和特点及应用前景。这些技术和设备既起到雨水情监测预报“三道防线”建设示范引领作用,又能提升预报、预警、预演、预案能力,可为洪水灾害防御、水资源管理与调配等业务的决策管理提供基础支持。 展开更多
关键词 “三道防线” 雨水情监测预报 测雨雷达 山洪预警哨兵 水文监测侧扫雷达 北斗巡检设备
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基于伽马函数的洪水频率适线方法研究
14
作者 刘媛媛 刘正风 +2 位作者 刘业森 李匡 刘舒 《中国防汛抗旱》 2025年第3期35-38,85,共5页
在工程规划设计中,普遍采用P-Ⅲ曲线来计算设计洪水。然而,近年来全球气候变化导致实测洪峰流量频繁突破历史纪录,因此从工程安全角度出发,需要调整频率曲线,使其更倾向于大值区。传统上,这种调整是通过改变CV与CS的比值来实现的,但这... 在工程规划设计中,普遍采用P-Ⅲ曲线来计算设计洪水。然而,近年来全球气候变化导致实测洪峰流量频繁突破历史纪录,因此从工程安全角度出发,需要调整频率曲线,使其更倾向于大值区。传统上,这种调整是通过改变CV与CS的比值来实现的,但这种方法会导致曲线扭曲和变形,从而偏离理想形状。基于此,提出一种新的方法:基于伽马函数,对大值区进行适当加密,并利用伽马函数的反函数自动进行曲线拟合。这种方法不仅能够保持P-Ⅲ曲线的合理形状,确保曲线与频率点的吻合度较好,还能实现P-Ⅲ曲线向历史大值区的偏移,从而更准确地反映洪水风险。此外,这种方法还显著提高了工作效率和计算精度,为工程设计提供了更为科学和精确的洪水计算依据。 展开更多
关键词 设计洪水 洪水频率 伽马函数 频率曲线
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基于机理与数据联合驱动的感潮河段潮位预报模型研究
15
作者 刘修恒 左翔 +3 位作者 马剑波 叶瑞禄 何琴 毛思 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第11期6-12,共7页
感潮河段的潮位受河流水动力、天文潮汐和气象条件等多因子的影响,物理机制复杂,难以实现精准预报。研究基于机理与数据联合驱动的潮位预报模型,其中非稳态调和分析模型(NS_TIDE)基于潮位的变化机理分析其季节性和周期性特征,提供潮位... 感潮河段的潮位受河流水动力、天文潮汐和气象条件等多因子的影响,物理机制复杂,难以实现精准预报。研究基于机理与数据联合驱动的潮位预报模型,其中非稳态调和分析模型(NS_TIDE)基于潮位的变化机理分析其季节性和周期性特征,提供潮位预报的基准值,保证潮位变化趋势的合理性;利用深度残差收缩网络(DRSN)和长短时记忆网络(LSTM)构建数据驱动模型(DRSN-LSTM),挖掘多影响因子对潮位的影响,提供潮位变化的幅度值;采用自适应遗传算法(AGA)耦合并优化NS_TIDE和DRSN-LSTM的预报结果。将该模型应用于秦淮新河的长江入口处,对比不同预见期下NS_TIDE、DRSN-LSTM和耦合模型的预报效果,结果表明耦合模型能够遵循潮位变化的物理规律,模拟多影响因子对潮位变化幅度的影响,在24 h预见期下,非汛期和汛期逐时预报的均方根误差(RMSE)分别为0.15 m和0.18 m,台风期间预报误差±0.30 m内的平均准确率达到了80%以上。耦合模型具有较高的预报精度和实用性,可以有效保障感潮河段水利工程调度的科学性和准确性。 展开更多
关键词 感潮河段 潮位预报 多影响因子 耦合模型
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上海市应对2413号台风“贝碧嘉”和2414号台风“普拉桑”措施及建议
16
作者 沙治银 徐双全 +1 位作者 龚成刚 张宁腾 《中国防汛抗旱》 2025年第3期86-88,97,共4页
2413号台风“贝碧嘉”为1949年以来正面登陆上海市的最强台风,2414号台风“普拉桑”创下了上海浦东、奉贤等区域暴雨历史纪录。2个台风接踵而至给上海市防汛工作带来严峻考验。介绍了上海市应对台风“贝碧嘉”“普拉桑”的对策措施,总... 2413号台风“贝碧嘉”为1949年以来正面登陆上海市的最强台风,2414号台风“普拉桑”创下了上海浦东、奉贤等区域暴雨历史纪录。2个台风接踵而至给上海市防汛工作带来严峻考验。介绍了上海市应对台风“贝碧嘉”“普拉桑”的对策措施,总结了台风防御过程中存在的问题及经验,并提出了改进建议,有助于上海市建设更加安全的韧性城市。 展开更多
关键词 2413号台风“贝碧嘉” 2414号台风“普拉桑” 台风防御 防汛 应对措施 上海市
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人工智能在水沙预测中的研究与应用
17
作者 李涛 刘启兴 +1 位作者 梁思涵 俞彦 《中国防汛抗旱》 2025年第9期16-20,共5页
传统水沙预测方法依赖水文模型和专家经验,在处理复杂气象条件、多源数据融合及实时动态预测方面存在局限性。人工智能技术凭借其在数据处理、模式识别和预测分析方面的优势,为水沙预测提供了新的技术手段和解决方案。以DWT-LSTM人工智... 传统水沙预测方法依赖水文模型和专家经验,在处理复杂气象条件、多源数据融合及实时动态预测方面存在局限性。人工智能技术凭借其在数据处理、模式识别和预测分析方面的优势,为水沙预测提供了新的技术手段和解决方案。以DWT-LSTM人工智能模型为例,研究其在水沙智能预测和水库异重流排沙预测方面的应用。研究结果表明,人工智能模型能够提升水沙预报的精度,在水沙预测中具有显著优势,为提升防汛工作的科学性、时效性和精准性提供了重要支撑。 展开更多
关键词 人工智能 水沙预测 异重流排沙 防汛预报
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山区流域GRU神经网络洪水预报模型研究
18
作者 金保明 司琪 +2 位作者 陈朝清 程滕龙 徐澄慧 《水资源研究》 2025年第6期577-589,共13页
运用具有更新门和重置门控制的深度学习循环神经网络(GRU)技术,选取1997~2021年期间崇阳溪上游流域29场降雨径流过程,其中21场过程作为训练集,以上游岚谷等6个雨量站逐时雨量和下游控制断面武夷山水文站前期流量为输入,以该断面相应流... 运用具有更新门和重置门控制的深度学习循环神经网络(GRU)技术,选取1997~2021年期间崇阳溪上游流域29场降雨径流过程,其中21场过程作为训练集,以上游岚谷等6个雨量站逐时雨量和下游控制断面武夷山水文站前期流量为输入,以该断面相应流量为输出,依据RMSE最小方法确定网络隐含层单元数和迭代轮数,在GRU层之后增加全连接层,并对其进行Dropout化处理,构建GRU神经网络预报模型。采用该模型对余下的8场洪水进行测试,并与共轭梯度PRPB神经网络模型结果进行对比。结果表明,GRU模型预测效果更好,其洪水过程预测误差均小于PRPB模型,在洪峰流量预测精度方面总体上略高于PRBP模型,模型的纳什效率系数也比后者高,因此适合用于山区流域的洪水预报。 展开更多
关键词 GRU神经网络 深度学习 洪水预报 崇阳溪流域
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基于深度学习集合优化模型的径流区间预测研究 被引量：6
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作者 黄靖涵 王兆才 +1 位作者 吴俊豪 姚之远 《水利学报》 北大核心 2025年第2期240-252,265,共14页
由于极端天气事件趋多趋强和径流变化的复杂性,实现准确的径流预测具有挑战性,且以往研究多基于确定数值的点预测,难以考虑不确定性影响,导致预测结果缺乏实用性。本研究开发了基于气象和水文变量的径流区间预测深度学习集合模型。首先... 由于极端天气事件趋多趋强和径流变化的复杂性,实现准确的径流预测具有挑战性,且以往研究多基于确定数值的点预测,难以考虑不确定性影响,导致预测结果缺乏实用性。本研究开发了基于气象和水文变量的径流区间预测深度学习集合模型。首先通过皮尔逊相关系数(PCC)筛选出影响径流的关键驱动变量;接着将原始数据通过变分模态分解(VMD)分解为多个模态分量(IMFs);然后利用互补集合经验模态分解法(CEEMD)对分量进行二次分解,捕捉更多的数据细节;径流的点预测结果由融合注意力机制的门控循环单元(AM-GRU)来取得,并使用改进的麻雀优化算法(ISSA)优化GRU的学习率、隐藏层维数等超参数以提升模型性能;最后,引入了非参数核密度估计(NKDE)进行径流区间预测。采用构建的组合模型VMD-CEEMD-ISSA-AM-GRU(VCIAG)对嘉陵江流域的9个水文站点进行多期预测。计算结果表明:本文模型在短期尺度表现优异,多个站点的纳什效率系数(NSE)接近1;在洪水预报方面,模型在东津沱站、武胜站、金溪站的NSE分别为0.73、0.92和0.92;此外,通过沙普利值法(Shapley)量化了输入变量对径流的影响。本研究提出的VCIAG模型不仅在径流点预测精度方面表现出色,而且在不确定性的区间预测方面也有显著优势,可为管理者提供更加准确、可靠的径流信息,从而在实践中更好地支持径流风险评估和科学决策方案的制定。 展开更多
关键词 深度学习集合模型 径流区间预测 模态分解 改进的麻雀优化算法 注意力机制
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基于深度学习与HEC-HMS模型的小流域暴雨洪水耦合预报 被引量：5
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作者 刘万 谢帅 +3 位作者 钟德钰 王永强 包淑萍 朱旭东 《水利学报》 北大核心 2025年第3期364-374,共11页
小流域暴雨洪水产汇流过程快,常规洪水监测预报的预见期较短,难以为防汛救灾提供有效支撑。本研究中构建了基于深度学习降雨预报的暴雨洪水耦合预报框架,通过以短临降雨预报驱动水文模型的方式延长洪水预报预见期,对小流域防洪具有重要... 小流域暴雨洪水产汇流过程快,常规洪水监测预报的预见期较短,难以为防汛救灾提供有效支撑。本研究中构建了基于深度学习降雨预报的暴雨洪水耦合预报框架,通过以短临降雨预报驱动水文模型的方式延长洪水预报预见期,对小流域防洪具有重要意义。在短临降雨预报中,本文提出一种基于多预报因子输入的深度学习短临降雨预报模型(RNMCW),选取能有效反映水汽含量和水汽输送的组合反射率和雷达反演风场作为输入,以深度学习方法提取时空特征,从而预报流域内降雨。结果表明,该方法在各站降雨预报的相关系数均高于0.75,相比传统光流法提高了5%左右。之后用RNMCW预测的降雨对HEC-HMS模型进行参数率定,并以降雨预报结果作为水文模型的输入构建暴雨洪水耦合预报模型。相比HEC-HMS模型,耦合模型对2016年洪水的洪峰预测误差降低了2.17%,对20180722洪水预测的纳什系数提升了0.002。模型能够有效预报出洪水过程,并最多延长有效预见期2 h,从而提升洪水预报效果,为实际应用提供更好的支撑。 展开更多
关键词 短临降雨预报 深度学习 雷达反演风场 暴雨洪水耦合预报
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