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基于多空间维度联合方法改进的BiLSTM出水氨氮预测方法 被引量：3
1
作者 王雷 张煜 +3 位作者 赵艺琨 刘明勇 刘子航 李杰 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期17-24,共8页
出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attenti... 出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attention)改进的双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)的水质预测模型,首先通过皮尔逊(Pearson)系数法筛选出与出水氨氮相关性较强的总氮、污泥沉降比和温度3个指标作为模型输入,联合3个维度的强相关信息对未来6 h的出水氨氮进行预测。结果表明,MDCA-BiLSTM模型在融合残差序列后对出水氨氮的预测准确率R2为0.979,并在太平污水处理厂和文昌污水处理厂两个站点收集到的数据集上总氮、总磷和溶解氧的均方根误差分别为0.002、0.003、0.001和0.004、0.003、0.002;预测精度分别为0.959、0.947、0.971和0.962、0.951、0.983;与BiLSTM相比,均方根误差分别降低了0.007、0.007、0.007和0.017、0.006、0.005;预测精度分别提高了0.176、0.183、0.258和0.098、0.109、0.11。同时,该模型在面对未来6、12和24 h的预测步长时,仍能够达到0.956、0.933和0.917的预测精度,说明改进后的模型在预测准确性和鲁棒性方面表现出显著优势。该方法能够有效提高污水处理厂出水氨氮的及其他指标的预测准确性,可作为水资源循环和管理决策的一种有效参考手段,具有较强的实际应用价值。 展开更多
关键词 水质参数 时序预测 时序卷积网络 双向长短期记忆循环神经网络 注意力机制
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变化环境下西江干流水文情势演变及其驱动因素 被引量：2
2
作者 李继清 刘佳利 +1 位作者 邓世浪 吴亮 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期9-18,共10页
为掌握变化环境下西江干流水文情势演变特征及主要驱动因素,通过识别径流序列突变点将径流序列划分为天然时期和变化时期,采用基于水文改变指标的变化范围法定量探究各水文指标改变度,借助水文变异程度和水文情势变化法(DHRAM)评估整体... 为掌握变化环境下西江干流水文情势演变特征及主要驱动因素,通过识别径流序列突变点将径流序列划分为天然时期和变化时期,采用基于水文改变指标的变化范围法定量探究各水文指标改变度,借助水文变异程度和水文情势变化法(DHRAM)评估整体水文情势改变度,利用主成分分析法筛选最相关生态指标捕捉关键水文变量,并基于随机森林模型,结合残差分析法定量评估气候变化与人类活动对流域水文情势的影响。结果表明:西江干流4座水文站32个水文指标以中、低度改变为主,天峨、迁江、武宣、梧州站水文变异程度分别为64.70%、61.34%、51.70%、51.89%,基于DHRAM得到各站水文情势改变等级分别为3、3、2、3,综合判定4站整体水文情势改变度均为中度;中上游天峨、迁江站改变度比中下游武宣、梧州站高,应重点关注中上游生态保护;气候变化与人类活动均是西江干流水文情势变化的重要驱动因素,气候变化对天峨、迁江、武宣、梧州站水文情势变化的贡献率分别为25.65%、60.07%、50.29%、55.22%,气候变化对于西江流域中下游地区水文情势的影响大于上游地区。 展开更多
关键词 水文情势变化 IHA-RVA 驱动因素 随机森林模型 西江干流
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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
3
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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耦合气象信息和可解释深度学习方法的日径流预报
4
作者 廖胜利 王在能 +1 位作者 程春田 吴慧军 《水利学报》 北大核心 2025年第7期831-843,共13页
高精度的径流预报信息是水利防洪和水电调度的重要依据。然而,输入特征的选择、模型结构的确定及预报结果的可解释性等因素严重限制了数据驱动模型在径流预报中的应用。本文以实测径流、降雨和包含丰富气象信息的ERA5再分析数据等多源... 高精度的径流预报信息是水利防洪和水电调度的重要依据。然而,输入特征的选择、模型结构的确定及预报结果的可解释性等因素严重限制了数据驱动模型在径流预报中的应用。本文以实测径流、降雨和包含丰富气象信息的ERA5再分析数据等多源数据为输入,将沙普利可加性解释(SHAP)方法和卷积神经网络-双向长短期记忆网络(CNN-BiLSTM)模型相结合,建立了一种通过“事后”特征选择机制优化模型输入的可解释径流预报框架。首先,多源数据为框架提供了丰富的输入信息,CNN和BiLSTM分别捕捉数据中的空间相关性和时序信息,提高模型预报精度。其次,模型训练后使用SHAP方法计算各输入特征的贡献度,通过比较不同输入条件下模型的预报表现,确定最佳输入特征及模型结构。最后,通过量化和可视化输入特征贡献度,提供了对模型预报机制和结果的解释。将所提方法应用于天生桥一级电站的区间入库流量预报并与通过偏自相关系数(PACF)、互相关系数(CCF)和随机森林(RF)等传统方法选择输入特征的模型进行比较。结果表明,与传统方法相比,SHAP方法不仅优化了模型特征空间选择而且显著改善了数据驱动模型在径流预报中的输入特征选择困难、无效以及预报结果难以解释的局限性。 展开更多
关键词 径流预报 SHAP CNN-BiLSTM ERA5 输入特征 可解释性
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黄河流域典型气象要素时空变异性分析
5
作者 张金萍 王伟 +1 位作者 崔云斐 王尧 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第11期51-57,65,共8页
黄河流域作为中国的重要水资源供应区,涵盖我国多个省份,地形地貌复杂多变,气候类型多样。近年来,全球气候变化的影响日益显著,黄河流域的气候系统也呈现出了明显的变化趋势。为评价黄河流域1960—2022年上中下游的降水、气温、蒸发和... 黄河流域作为中国的重要水资源供应区,涵盖我国多个省份,地形地貌复杂多变,气候类型多样。近年来,全球气候变化的影响日益显著,黄河流域的气候系统也呈现出了明显的变化趋势。为评价黄河流域1960—2022年上中下游的降水、气温、蒸发和潜在蒸散发的时空变异性,构建了涉及时间变异和空间变异2个准则层,涵盖15个评价指标的时空变异性综合评价指标体系,之后采用熵权法赋权的模糊TOPSIS模型对黄河流域典型气象要素的时间变异、空间变异以及时空变异性进行了综合评价。结果表明:黄河流域气象要素的时空变异性较为显著,上中下游的降水、气温、蒸发和潜在蒸散发的时间变异程度、空间变异程度和时空变异性评分大部分为中变异,并且无论是时间变异、空间变异还是时空变异性都普遍不高,但是不同区域的不同气象要素的变异程度存在明显的差异性。总体而言,不同区域的不同气象要素时空变异程度存在较大区别,但蒸发在中游和下游的时空变异接近,潜在蒸散发在3个区域的时空变异也较为一致,表明这些气象要素在黄河流域的不同区域经历了相似程度的变异。此外,从上游到下游,降水的时空变异呈现先增加后减小的趋势,气温和潜在蒸散呈现持续减小的趋势,蒸发的时空变异则呈现先减小后增加的趋势。 展开更多
关键词 时空变异性 黄河流域 气象要素 熵权法 模糊TOPSIS模型
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ERA5对三峡库区降水探测能力和适用性
6
作者 刘永志 刘瑶 +5 位作者 田锐 阮燕云 王祥 冯志州 毛玉鑫 王志力 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第5期1163-1172,共10页
卫星降水产品是缺失资料地区开展水文预报等研究的重要数据源,为评估卫星降水产品ERA5在时空格局上对降水的探测能力,提出耦合时空变化特征分析的ERA5再分析降水数据评估模式,综合采用对比分析、成因分析、趋势分析、突变分析等方法,以... 卫星降水产品是缺失资料地区开展水文预报等研究的重要数据源,为评估卫星降水产品ERA5在时空格局上对降水的探测能力,提出耦合时空变化特征分析的ERA5再分析降水数据评估模式,综合采用对比分析、成因分析、趋势分析、突变分析等方法,以三峡库区为研究区域,选取1993−2023年的地面雨量计实测数据作为基准,开展ERA5再分析数据的适用性研究。结果表明:ERA5再分析降水数据在三峡库区表现出一定的应用潜力且降噪效果较好,但在不同地形区域和降水强度下,精度差异明显;ERA5再分析数据在监测强降水事件上的能力有限,更适合枯季代替地面实测数据集使用;在地形平缓的区域,ERA5再分析数据与实测数据集的一致性更好,适用于时间序列的中期突变分析。ERA5再分析数据可作为实测数据缺失或不完整情况下的补充,应用于三峡库区长系列降水分析和历史气象数据的回溯研究。 展开更多
关键词 三峡水库 ERA5再分析数据集 时空特征分析 一致性 趋势性
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向家坝蓄水前后长江上游干流四川段氮磷的时空分布变化
7
作者 梁祝 潘树林 郭芳成 《生态环境学报》 北大核心 2025年第4期581-592,共12页
长江上游干流四川段是长江上游重要的水源涵养地和三峡库区的直接水源补给区。2012年向家坝水库蓄水后,该段的水沙条件显著改变,进而对水中氮磷的迁移转化产生重大影响。系统分析了2010-2020年间四川段水沙输移特性的改变及其对氮磷通... 长江上游干流四川段是长江上游重要的水源涵养地和三峡库区的直接水源补给区。2012年向家坝水库蓄水后,该段的水沙条件显著改变,进而对水中氮磷的迁移转化产生重大影响。系统分析了2010-2020年间四川段水沙输移特性的改变及其对氮磷通量时空分布的影响,结果表明,2012年后,四川段的含沙量大幅削减,上下游分别降低了98.7%和66.4%,同时,上下游的氮磷通量也显著降低,总磷分别减少87.1%和62.9%,氨氮分别减少44.5%和53.7%。2012年后,岷江取代金沙江成为四川段最大的氮磷贡献者,其输入的氨氮和总磷占比分别达到73.5%和53.5%,四川段的氮磷水平主要取决于岷江的输入。总磷和氨氮的通量与含沙量之间均呈现线性正相关,前者的相关性极强(r=0.995 6),而后者的相关性相对较低(r=0.520 9);总磷与粒径呈现中等正相关,而氨氮与粒径基本不相关;相比粒径,含沙量的变化对氮磷的迁移影响更大,而含沙量的变化对总磷的影响比对氨氮的强。底泥的氮磷释放是四川段氮磷的一个重要来源,2012年后,受水力条件和水沙条件改变的影响,内源释放的氮磷通量减少,但总磷的内源释放通量仍然达到0.52×10^(4) t·a^(-1)(贡献率11.9%)。研究结果加深了对向家坝水库蓄水影响四川段氮磷迁移的认识,可为促进四川段流域的氮磷污染防控和保障长江上游干流水质安全提供决策参考。 展开更多
关键词 长江上游干流 四川段 水库蓄水 泥沙 氨氮 总磷 迁移
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南水北调中线干渠冰情时空变化特征及驱动因素研究
8
作者 王秀杰 宋新丹 +2 位作者 乔鸿飞 田福昌 苑希民 《冰川冻土》 2025年第3期804-814,共11页
南水北调中线工程在冰期输水能力受限,已成为影响工程安全运行与其社会效益发挥的重大挑战。为提升冬季输水能力,亟需深入探究中线干渠冰情的演变规律及其驱动因素。研究基于南水北调中线工程上的北拒马河、漕河及滹沱河等典型断面2014... 南水北调中线工程在冰期输水能力受限,已成为影响工程安全运行与其社会效益发挥的重大挑战。为提升冬季输水能力,亟需深入探究中线干渠冰情的演变规律及其驱动因素。研究基于南水北调中线工程上的北拒马河、漕河及滹沱河等典型断面2014—2022年冬季实测冰情、水温、水力及气象等资料,分析了冰情时空分布特征和不同影响因子对各类冰情分布的统计规律。通过灰色关联分析(GRA)和极端梯度提升(XGBoost)两种方法,分别识别并量化影响冰情的关键因子。结果表明,冰凌影响区主要集中在七里河倒虹吸至北拒马河暗渠渠段,冰层、冰塞风险区在滹沱河至北拒马河渠段,工程运行以来冰期历时和封冻历时均呈现缩短趋势;水温、气温及流量等相关指标对于不同类别的冰情分布范围存在明显差异和单峰分布特征;水温、日均气温、最低气温、滑动三日气温和、滑动三日负积温以及流量等因子与冰情的灰色关联系数均大于0.9,对应的特征重要性超过400,对冰情具有显著影响,而其他因子的影响相对较弱。研究成果将为构建南水北调中线干渠水温与冰情的智能预测模型提供可靠依据,对改善工程冬季运行管理具有重要参考价值。 展开更多
关键词 南水北调中线工程 冰情变化特征 冰情影响因素 灰色关联度分析 极端梯度提升
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贵州省降雨特性及发展趋势预测研究
9
作者 李长江 吴海宽 +1 位作者 方小宇 史涵丹 《水利发展研究》 2025年第2期95-102,共8页
为全面了解和掌握贵州省降雨特性及未来发展趋势,文章基于贵州省65处气象站点降雨资料,采用Sen's趋势分析、Mann-Kendall检验、R/S分析法,对1961—2023年降雨特性及未来发展趋势进行了分析研究。结果显示,全省一、三季度降雨呈现增... 为全面了解和掌握贵州省降雨特性及未来发展趋势,文章基于贵州省65处气象站点降雨资料,采用Sen's趋势分析、Mann-Kendall检验、R/S分析法,对1961—2023年降雨特性及未来发展趋势进行了分析研究。结果显示,全省一、三季度降雨呈现增加趋势,二、四季度及年度降雨均呈现减少趋势。贵州省有27处站点年降雨变化呈现增加趋势,但均未通过显著性检验;有38处站点年降雨呈现减少趋势,其中六枝、普安、盘州、绥阳站点通过α=0.05的显著性检验,降雨量减少趋势显著。根据预测结果,贵州省有33处站点未来可能呈现强反持续性减少趋势,23处站点未来可能呈现强反持续性增加趋势,有3处未来可能呈现弱反持续性增加趋势,有2处基本不变,有4处未来可能为弱反持续性减少趋势。 展开更多
关键词 贵州省 降雨特性 预测分析
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多源数据嵌套式同化在水量监测精度提升中的应用 被引量：2
10
作者 蒋飞卿 牛智星 +3 位作者 朱易青 王蓓 周安辉 嵇海祥 《人民长江》 北大核心 2025年第1期81-87,124,共8页
数据融合同化可以实现多源观测数据和模型模拟的优势互补,提升监测精度与可靠性。澜沧江下游的水量变化对沿岸国家影响重大,但其水量监测面临着流域复杂、水利工程影响等诸多挑战。为提高水量监测的精度与效率,提出一种耦合水动力模拟... 数据融合同化可以实现多源观测数据和模型模拟的优势互补,提升监测精度与可靠性。澜沧江下游的水量变化对沿岸国家影响重大,但其水量监测面临着流域复杂、水利工程影响等诸多挑战。为提高水量监测的精度与效率,提出一种耦合水动力模拟的多源数据嵌套式融合同化方法。首先利用人工实测数据构建基于机器学习LASSO模型的侧扫雷达精度提升方案,在此基础上构建河道水动力数值模拟模型,并利用提升后的侧扫雷达监测流速优化水动力模型参数,形成多层级多源数据的嵌套式融合同化,提高水量模拟精度的同时,将点观测数据扩展到全河道,扩展水量要素的获取范围,最后在澜沧江允景洪站进行应用验证。结果表明:基于机器学习LASSO模型的精度提升方案,使侧扫雷达在线监测系统的精度较常规方法提升22.93%;多层级多源数据的嵌套式融合同化模式有效提升了断面流量的模拟精度,验证期相关系数为0.935,并获取了建模河道内任意点的水位、流量、流速等水文要素数据。研究成果可为澜沧江水量监测提供技术支撑。 展开更多
关键词 多源数据 数据同化 水量监测 机器学习LASSO模型 水动力模型 侧扫雷达在线测流系统 澜沧江
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全球变化背景下黄河流域水旱灾害演变及应对策略 被引量：8
11
作者 汤秋鸿 徐锡蒙 +11 位作者 周羽暄 谢亦周 杨千僖 贺莉 彭守璋 胡亚伟 靳晓辉 樊玉苗 GAFFNEY Paul Patrick Joseph 王志慧 邓浩鑫 任艺佳 《水利发展研究》 2025年第2期13-20,共8页
文章分析了黄河流域水旱灾害的历史演变、现状特征及未来趋势。在全球气候变化背景下,黄河流域水旱灾害呈现出极端事件频发、旱涝并存、旱涝急转等新情势,大规模人类活动加剧了洪旱灾害风险,经济社会发展和城市化进程导致水旱灾害损失... 文章分析了黄河流域水旱灾害的历史演变、现状特征及未来趋势。在全球气候变化背景下,黄河流域水旱灾害呈现出极端事件频发、旱涝并存、旱涝急转等新情势,大规模人类活动加剧了洪旱灾害风险,经济社会发展和城市化进程导致水旱灾害损失倍增。针对当前防灾减灾体系存在的突出问题,如防洪抗旱工程体系不完善、应对新形势准备不足、山洪灾害防御能力薄弱、流域抗旱能力整体偏弱等,提出了四个适应性对策:加强防洪抗旱工程体系建设,统筹流域内外和上下游水资源调配,提升水旱灾害智慧化防御水平,推进气候韧性社会建设。 展开更多
关键词 气候变化 人类活动 极端事件 防御能力 韧性社会
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基于日光诱导荧光叶绿素估算的全球陆地植被总初级生产力 被引量：2
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作者 黄跃飞 夏中帅 +2 位作者 宋天华 张硕 陈世鎏 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第1期87-102,共16页
全球尺度陆地植被总初级生产力(GPP)估算的过程机理模型参数复杂、难以确定,数据驱动模型和光能利用效率模型对数据的依赖性强,陆地生态系统显著的空间差异使得已有的3大类GPP估算模型在地面观测数据相对缺乏的地区存在明显的应用局限性... 全球尺度陆地植被总初级生产力(GPP)估算的过程机理模型参数复杂、难以确定,数据驱动模型和光能利用效率模型对数据的依赖性强,陆地生态系统显著的空间差异使得已有的3大类GPP估算模型在地面观测数据相对缺乏的地区存在明显的应用局限性.通过日光诱导叶绿素(SIF)的连续观测数据和土地覆盖数据,对不同植被类型分别构建了GPP-SIF经验关系,并验证了GPP-SIF关系在相同植被类型中的稳定性和不同植被类型之间的差异.基于建立的GPP-SIF经验关系,利用最新的RTSIF数据,生产了全球陆地生态系统8d、0.05°空间分辨率的GPP_(SIF)产品.GPP_(SIF)与其他GPP估算模型的产品以及站点观测GPP进行交叉验证结果表明,建立的全球尺度GPP估算方法具有计算简单和结果可靠的优势,并在数据缺乏地区估算的GPP_(SIF)表现优异. 展开更多
关键词 陆地生态系统 总初级生产力 日光诱导荧光叶绿素 遥感 通量观测站网 全球尺度
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基于多源数据融合的青藏高原降雪变化特征研究 被引量：1
13
作者 于媛慧 杨士恒 +2 位作者 张安然 刘建伟 雷恒 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期117-123,共7页
降雪作为青藏高原水循环的重要组成部分,对维持区域水资源平衡和生态平衡具有不可替代的作用。然而,随着全球气候变暖的加剧,青藏高原地区降雪变化特征不仅对区域气候稳定性构成了挑战,也对水资源管理和生态环境保护提出了新的课题。为... 降雪作为青藏高原水循环的重要组成部分,对维持区域水资源平衡和生态平衡具有不可替代的作用。然而,随着全球气候变暖的加剧,青藏高原地区降雪变化特征不仅对区域气候稳定性构成了挑战,也对水资源管理和生态环境保护提出了新的课题。为了深入理解青藏高原降雪变化的时空特征及其对气候变化的响应,研究选取了拉萨河、年楚河、那曲河、长江源、黄河源和澜沧江源等6个具有代表性的流域作为研究对象,旨在通过多源遥感降水数据融合技术,揭示这一时期内青藏高原降雪的时空变化规律。研究选取了CMFD、CPC和TRMM三种网格降水数据,通过构建基于整体偏差和偏差组分的降水数据评价指标,对这些数据进行了精度评估和优化融合。研究结果表明,2002-2018年间,青藏高原典型流域内的降雪率总体呈现下降趋势,特别是在海拔5000 m以上的地区,其降雪率的减少更为显著。降雪率的降幅由大到小排序为拉萨河(28.2%)、黄河源(18.2%)、长江源(17.8%)、年楚河(15.4%)、澜沧江源(12.1%)和那曲河(10.5%),这一下降趋势呈现出自南向北逐渐增强的空间分布特征。这一发现与全球气候变暖紧密相关,为理解青藏高原对气候变化的响应提供了重要的科学依据。此外,本研究对于青藏高原地区的水资源管理和气候变化适应策略的制定具有重要的参考价值,也为相关领域提供了数据支持和研究方法,有助于推动青藏高原气候变化研究的深入发展。 展开更多
关键词 青藏高原 降雪变化 多源数据融合 时空特征
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洞庭湖近20年水文情势特征及变化趋势 被引量：1
14
作者 姜恒 李洪翔 +5 位作者 徐悦 张雨河 刘派 耿明明 李峰 黄兵 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第1期213-224,共12页
水文情势是水生态环境质量的重要参考依据,研究湖泊、河流等水文情势变化特征可为水域安全管理和生态系统功能恢复提供一定科学依据。利用城陵矶等代表性站点水文数据以及Landsat5、8卫星遥感数据,综合分析了2000—2020年洞庭湖水文情... 水文情势是水生态环境质量的重要参考依据,研究湖泊、河流等水文情势变化特征可为水域安全管理和生态系统功能恢复提供一定科学依据。利用城陵矶等代表性站点水文数据以及Landsat5、8卫星遥感数据,综合分析了2000—2020年洞庭湖水文情势变化特征,并从流域层面分析了来水对洞庭湖水文情势变化的驱动影响。结果表明:(1)洞庭湖整体平均水位年际波动较大,同时年内水位变化趋势较为明显,具有明显的丰枯水期;(2)洞庭湖最大水域面积减少,但最小水域面积增加;(3)洞庭湖水体有效连通性大幅度下降,W-E方向的连通性提高,而N-S方向的连通性下降;(4)三口(藕池口、松滋口、太平口)水位和流量变化与湖区整体水文情势关系更加密切,其中藕池口对湖区水文情势影响最大。 展开更多
关键词 水文情势 水域面积 水文连通性 洞庭湖
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基于改进RVA法的长江上游干流水文情势变化研究 被引量：1
15
作者 米国新 王丽 +3 位作者 路嘉 陈俊文 张鹏 杨胜发 《水利水电快报》 2025年第2期14-21,共8页
长江上游梯级水库群的联合调度会改变下游水文情势,对河流生态系统产生影响。通过M-K检验、滑动t检验法、累计距平统计量法对长江上游朱沱站1956~2022年日均流量序列进行趋势及突变检验,选取水文变化指标法的水文参数,利用水文变化幅度(... 长江上游梯级水库群的联合调度会改变下游水文情势,对河流生态系统产生影响。通过M-K检验、滑动t检验法、累计距平统计量法对长江上游朱沱站1956~2022年日均流量序列进行趋势及突变检验,选取水文变化指标法的水文参数,利用水文变化幅度(RVA)法和改进水文变化幅度法定量评估朱沱站径流序列的变化程度。结果表明:朱沱站年径流量呈不显著下降趋势,并在2005年发生突变。原有RVA法评估朱沱站径流序列变异程度为48.81%,改进RVA法评估改变度为56.54%,均表现为中等程度变化。水库群对朱沱站水文情势的主要影响体现为1~5月份及11~12月份流量增加,6~10月份流量减少。突变后年最小流量远大于天然径流状态,年最小流量也提前出现;低流量历时显著减少;流量逆转次数增加。研究成果可为长江上游流域水生态系统保护及水资源合理开发提供参考。 展开更多
关键词 改进RVA法 水文变化指标法 水文变化幅度法 水库群联合调度 朱沱站 长江上游
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中文水文学名词出现及早期学科传播新证
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作者 季山 张保祥 +1 位作者 李舍梅 王玲 《水文》 北大核心 2025年第4期29-36,45,共9页
为弥补中文水文学名词溯源及早期学科传播研究不足,广泛搜集有关英汉字典、书刊及高校教学文件等,在前人研究基础上,另辟蹊径,对中文水文学一词由何时何人何载体首现进行溯源探索,并对中文水文学早期学科传播作了比较系统的梳理研究。... 为弥补中文水文学名词溯源及早期学科传播研究不足,广泛搜集有关英汉字典、书刊及高校教学文件等,在前人研究基础上,另辟蹊径,对中文水文学一词由何时何人何载体首现进行溯源探索,并对中文水文学早期学科传播作了比较系统的梳理研究。基于以上信息,得出中文水文学一词首现于1915年詹天佑编纂的《新编华英工学字汇》,中文水文学早期学科传播始于河海工程专门学校和河海工科大学,后逐步延伸至国立南京大学、清华大学、浙江大学、焦作工学院等。新证指出,中文水文学一词出现于20世纪10年代,学科传播始于20世纪20年代,后者略晚于美国。 展开更多
关键词 中文水文学名词 溯源追踪 学科传播 实证
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三江源区夏季降水水汽源地变化及其对降水影响
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作者 刘璇 杨明祥 +2 位作者 董宁澎 戴凌全 王浩 《水力发电学报》 北大核心 2025年第2期38-49,共12页
为定量评估气候变化对三江源区夏季降水影响,基于ERA5再分析数据,利用拉格朗日粒子扩散模式(HYSPLIT),对三江源区夏季降水开展后向轨迹模拟,重点分析了区域内夏季干期(2000—2002年)和湿期(2003—2005年)代表年下水汽源地变化,并定量评... 为定量评估气候变化对三江源区夏季降水影响,基于ERA5再分析数据,利用拉格朗日粒子扩散模式(HYSPLIT),对三江源区夏季降水开展后向轨迹模拟,重点分析了区域内夏季干期(2000—2002年)和湿期(2003—2005年)代表年下水汽源地变化,并定量评估了水汽源地对流域夏季降水由干转湿的贡献率。结果表明:三江源区夏季降水量在2002年出现了“干转湿”现象,青藏高原南部是三江源区夏季降水的关键水汽来源,来自海洋的水汽可能在高原南部中转后再流向三江源区,其次是高原北部和三江源本地,中国东部和欧亚大陆的贡献率接近。受南亚季风影响,高原南部及孟加拉湾是湿期代表年三江源区夏季降水增加的主要水汽来源,其对降水增量的贡献为56.4%;受西风带和北风调控,高原北部和欧亚大陆对降水增量的贡献率为32.7%。研究成果可以为深入理解三江源区夏季降水干转湿现象提供新的视角。 展开更多
关键词 三江源区 夏季降水 水汽源地 水汽输送路径 水循环
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基于Copula函数和核密度估计的富春江流域降雨-径流相关性
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作者 杨胜梅 朱德康 +3 位作者 程翔 李波 朱彦泽 马文升 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第5期43-49,64,共8页
降雨和径流是流域2个重要的水文要素,具有随机特征。随着人类活动的加剧及全球气候变化,流域降雨和径流之间关系日趋复杂。利用Copula函数在描述随机变量相依关系方面的优势,首先引入非参数核密度估计方法,分别对富春江流域降雨径流变... 降雨和径流是流域2个重要的水文要素,具有随机特征。随着人类活动的加剧及全球气候变化,流域降雨和径流之间关系日趋复杂。利用Copula函数在描述随机变量相依关系方面的优势,首先引入非参数核密度估计方法,分别对富春江流域降雨径流变量的边缘分布进行刻画,进一步采用二元Copula函数构建联合分布模型,并采用均方根误差和欧式距离分别对边缘分布和联合分布的模拟效果进行检验。结果表明:Gaussian核函数对边缘分布的模拟效果好,Gumbel-Copula函数对联合分布的拟合度高;富春江流域年降雨和年径流存在上尾相关性,同时出现极大值的可能性为75.83%。研究结果可为流域水灾害风险应对、水资源调度管理及水工程规划设计提供参考依据,具有重要的理论和实践意义。 展开更多
关键词 COPULA函数 核密度估计 相关性分析 降雨 径流 富春江流域
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青藏高原多年冻土区土壤入渗研究进展
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作者 刘艳丽 王泽君 +5 位作者 姚传辉 关铁生 涂维铭 孙周亮 王斌 马一鸣 《水文》 北大核心 2025年第5期1-8,共8页
多年冻土是冰冻圈以及水圈的重要组成部分之一,是全球气候变化敏感区,对全球水循环和能量循环具有重要作用。土壤水分入渗过程是多年冻土区水循环和生态系统的重要过程,受全球变暖持续影响,多年冻土区下垫面条件已发生剧烈变化并显著影... 多年冻土是冰冻圈以及水圈的重要组成部分之一,是全球气候变化敏感区,对全球水循环和能量循环具有重要作用。土壤水分入渗过程是多年冻土区水循环和生态系统的重要过程,受全球变暖持续影响,多年冻土区下垫面条件已发生剧烈变化并显著影响到土壤水分入渗过程。本文以青藏高原多年冻土区为例,梳理了多年冻土区土壤入渗过程的主要影响因素,总结了主要土壤入渗方程和模型并探讨其在多年冻土区的适用性,分析了构建多年冻土区入渗过程的描述方程需要关注的内容,探究了全球气候变化下多年冻土区入渗过程变化趋势;指出未来仍需要开展广泛的现场观测与深入的实验研究,充分考虑土壤冻融状态变化对入渗界面的影响,加强对全球气候变化影响土壤入渗过程的研究,并通过多学科交叉协同提升多年冻土区水文模拟和预测能力。对多年冻土区入渗过程的分析,可为变化环境下多年冻土区水循环研究提供支撑。 展开更多
关键词 土壤入渗 多年冻土 冻融状态 气候变化 青藏高原
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基于多种概念性模型的高寒流域径流模拟
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作者 高诺 尹冬勤 +3 位作者 李想 黄静 黄跃飞 魏加华 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第5期1310-1322,共13页
开展流域水文模拟研究,揭示径流历史规律和预估未来趋势,对于合理开发和利用流域水资源具有重要指导意义.以青藏高原东北部的大通河流域为研究区,利用eWater Source平台搭载的6种概念性水文模型,以CMFD和ERA5-Land气象数据驱动开展两次... 开展流域水文模拟研究,揭示径流历史规律和预估未来趋势,对于合理开发和利用流域水资源具有重要指导意义.以青藏高原东北部的大通河流域为研究区,利用eWater Source平台搭载的6种概念性水文模型,以CMFD和ERA5-Land气象数据驱动开展两次日尺度径流模拟实验评估:(1)单一模型应用于全流域实验;(2)考虑冰雪因素的多模型组合实验.此外,在每次实验中考虑以子流域为单位率定参数集,对比分析了不同实验设置对结果的影响.单一模型实验结果表明:GR4J、AWBM、Sacramento、SIMHYD、IHACRES-CMD和GR4JSG模型在流域出口享堂站率定期纳什效率系数(NSE)分别为0.73、0.74、0.71、0.62、0.75和0.80.实验筛选出的IHACRES-CMD与GR4JSG组合模型率定期在享堂站NSE为0.83,青石嘴站NSE为0.75,相较于单一模型,组合模型的结果进一步优化,且与同区域其他分布式模型的研究结果基本相当,为研究推荐方法. 展开更多
关键词 径流模拟 eWater Source 概念性水文模型 大通河 高寒流域
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