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基于创新趋势分析方法的三门峡库区降水变异分析
1
作者 陶洁 魏溦佳 +2 位作者 张玉顺 许琳娟 左其亭 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期11-17,72,共8页
针对黄河流域三门峡库区降水变异机制不清、传统趋势分析方法难以捕捉序列内部结构变化的问题,综合应用创新趋势分析(ITA)、创新多边形趋势分析(IPTA)和创新趋势枢轴分析法(ITPAM)系统解析了1957—2020年三门峡气象站降水序列的多尺度... 针对黄河流域三门峡库区降水变异机制不清、传统趋势分析方法难以捕捉序列内部结构变化的问题,综合应用创新趋势分析(ITA)、创新多边形趋势分析(IPTA)和创新趋势枢轴分析法(ITPAM)系统解析了1957—2020年三门峡气象站降水序列的多尺度变异特征,并与Mann-Kendall等传统趋势检验方法进行对比。结果表明:三门峡气象站年降水整体和高值类均呈现显著下降趋势,统计量S=-1.031;多年月均降水量整体变化较为均匀,但7—9月份呈现出“趋势下降-变幅较大-风险等级高”的复合模式;最大1 d和5 d降水量均呈现显著下降趋势,但降水强度显著上升(S=0.069),区域降水模式向“低频-高强度”转型。与传统方法相比,创新趋势分析方法可以对时间序列的不同时间尺度、不同值区、不同风险等级进行更好的识别和细节解析,更具有灵活性优势。 展开更多
关键词 降水指标 创新趋势分析 创新多边形趋势分析 创新趋势枢轴分析法 三门峡库区
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鄱阳湖及其阻隔湖泊水质差异与影响分析
2
作者 原丽格 李冰 +3 位作者 杨桂山 万荣荣 王晓龙 贺子倩 《长江流域资源与环境》 北大核心 2026年第1期188-201,共14页
探究水文连通阻隔对湖泊水质差异性影响对于制定湖泊水环境质量改善策略具有重要意义。鄱阳湖作为我国最大淡水湖和典型的通江湖泊,20世纪以来部分湖汊建闸筑堤后与鄱阳湖主湖阻隔并丧失了通江湖泊特性,但长期以来对鄱阳湖及其阻隔湖泊... 探究水文连通阻隔对湖泊水质差异性影响对于制定湖泊水环境质量改善策略具有重要意义。鄱阳湖作为我国最大淡水湖和典型的通江湖泊,20世纪以来部分湖汊建闸筑堤后与鄱阳湖主湖阻隔并丧失了通江湖泊特性,但长期以来对鄱阳湖及其阻隔湖泊间的水质现状差异及影响因素仍存在研究空白。于2022年9月至2023年7月在鄱阳湖和包括珠湖、军山湖、康山大湖、新妙湖、南北港在内的5个阻隔湖泊开展了水环境调查,分析了各湖泊不同时期的水质变化特征及污染水平,并对鄱阳湖及其阻隔湖泊间的水质状况进行差异性分析。进一步结合平均水位、化肥施用量、畜禽粪便排泄量等指标,探讨了不同阻隔湖泊间水质差异的关键影响因子。结果表明:(1)鄱阳湖SS与TP浓度年内变幅明显高于多数阻隔子湖,而康山大湖与军山湖的Chl-a年内变幅最大,变异系数分别为79%与73%;(2)鄱阳湖与阻隔子湖水质差异明显,其中康山大湖和南北港的综合污染指数γ分别为1.25和1.14,呈中度污染,其余湖泊呈轻度污染;鄱阳湖与军山湖、珠湖、新妙湖的TN浓度存在显著差异(p<0.05),与珠湖、南北港的TP浓度存在显著差异(p<0.05);(3)化肥施用量、企业数等人为因子是造成各阻隔湖泊间水质差异的关键影响因子,平均水深这一水文条件也对阻隔湖泊水质有一定影响。后续对阻隔湖泊的管理需加强湖泊外源污染物的管控,同时考虑合理改善湖泊间的水文条件如加强水文连通性等。 展开更多
关键词 鄱阳湖 阻隔湖泊 水质 影响因子
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中国夏季长短周期旱涝急转的频次、强度和转换时间特征及变化研究
3
作者 刘爽 尹义星 +3 位作者 焦阳 顾强 李艳忠 余文君 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第2期55-63,共9页
旱涝急转作为一种复合型极端气候现象,给生态环境、农业生产以及社会经济带来了严重的负面影响。为深入理解中国夏季旱涝急转事件的区域特征和整体变化规律,基于观测数据,采用长周期旱涝急转指数和短周期旱涝急转指数两种方法,识别中国... 旱涝急转作为一种复合型极端气候现象,给生态环境、农业生产以及社会经济带来了严重的负面影响。为深入理解中国夏季旱涝急转事件的区域特征和整体变化规律,基于观测数据,采用长周期旱涝急转指数和短周期旱涝急转指数两种方法,识别中国夏季八个分区的旱涝急转事件,揭示其频次、强度的时空分布、趋势和未来持续性,并重点探讨不同转换时间下的短周期旱涝急转事件特征及其影响因素。结果表明:(1)旱涝急转事件主要发生在中国东部,尤其是华南、西南、东北以及西北东部地区。长周期和短周期涝转旱事件的发生频次均呈显著上升趋势,各分区未来事件频次和强度的趋势均与过去58年一致。(2)转换时间发生在5-6月间的短周期旱涝急转事件总体上强度较强,并呈现逐渐增强的特征。(3)各转换时间下,短周期事件均主要集中在中纬度地区(20°N~40°N),其中东部地区旱涝急转事件的转换时间与雨带的推移规律相一致;同时,不同转换时间下的重度涝转旱事件的发生频次较为稳定,且始终维持较高水平。(4)后期(1991-2018年)相对于前期(1961-1990年),东部地区受南海夏季风爆发时间提前的影响,旱转涝的转换时间发生于5-6月(6-7月)间的事件增多(减少),涝转旱发生于6-7月(5-6月和7-8月)间的事件增多(减少)。 展开更多
关键词 旱涝急转 长周期旱涝急转指数 短周期旱涝急转指数 转换时间 持续性
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海冰与浪流相互作用的物理模型试验研究
4
作者 白志龙 卢鹏 +3 位作者 王庆凯 李雪薇 王国玉 李志军 《水利科学与寒区工程》 2026年第1期1-6,共6页
海冰与浪流相互作用机理的研究对于预测波浪在冰区传播时的衰减以及海冰在波浪作用下的断裂具有重要意义。本研究在实验室利用DUT-1非冻结可破碎模型冰材料开展了浪流与海冰相互作用机理的物理模型试验研究。试验结果表明模型冰长与波... 海冰与浪流相互作用机理的研究对于预测波浪在冰区传播时的衰减以及海冰在波浪作用下的断裂具有重要意义。本研究在实验室利用DUT-1非冻结可破碎模型冰材料开展了浪流与海冰相互作用机理的物理模型试验研究。试验结果表明模型冰长与波长之比L_(i)/L对波浪的透射系数、反射系数和冰排的断裂极限波高影响很大,即L_(i)/L越大,波浪传入冰排后衰减的越强,且冰排的断裂极限波高越小。对模型冰断裂长度L_(1)进行了分析,L_(i)=3.0m时L_(1)/L_(i)在0.2~0.4之间时断裂,L_(i)=1.5m时L_(1)/L_(i)在0.3~0.6之间时断裂,L_(1)/L_(i)随着L_(i)/L增大而减小。3m长模型冰几乎全部在波高为1cm时断裂,极少数1.5m长模型冰在波高达到4cm仍未断裂。波浪与模型冰发生作用后使冰排产生形变或断裂,部分情况下出现越浪现象,与此同时波浪能量衰减,导致作用到冰排后段的波浪能量小于冰排前端接收的波浪能量,冰排后段更难断裂。这种现象对于短周期波非常明显,长周期波透过性较好,波浪穿过冰排下时衰减的能量更少,冰排任意位置受到的波浪能量相当,发生断裂的位置更加难以确定。未发现明显因素影响模型冰的断裂块数。 展开更多
关键词 模型冰 反射系数 透射系数 波浪
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澳门地区过去120年龙舟水降雨量演变规律
5
作者 王进 关海照 +1 位作者 林奕珊 张明亮 《人民珠江》 2026年第1期33-41,共9页
选用了澳门地区1901—2020年逐日降雨资料,采用了时序图、滑动平均、线性回归、M-K检验、Pettitt突变检验、小波分析等方法,研究了澳门地区龙舟水雨量的基本统计特征及趋势性、周期性、突变性等变化特性。结果表明:澳门地区降雨量年内... 选用了澳门地区1901—2020年逐日降雨资料,采用了时序图、滑动平均、线性回归、M-K检验、Pettitt突变检验、小波分析等方法,研究了澳门地区龙舟水雨量的基本统计特征及趋势性、周期性、突变性等变化特性。结果表明:澳门地区降雨量年内分配呈“双峰”分布,其中最高峰出现在龙舟水前后,龙舟水雨量多年均值达到357.4 mm,是年内降雨量最丰富、最集中的时期;澳门地区龙舟水总雨量的年际变幅极大,最大值为975.8 mm(2008年),最小值为59.3 mm(1988年),极值比达到了16.5,总体呈现“三升三降”的变化过程;澳门地区120年龙舟水雨量线性回归呈显著上升趋势,平均上升速率达到9.3 mm/10a;但最近60 a(1961—2020年)龙舟水雨量线性回归呈不显著下降趋势,平均下降速率为-6.7 mm/10a;澳门地区龙舟水雨量存在周期性振荡,主周期为28 a、其他周期还有9~13、3、48 a等;澳门地区最近30 a龙舟水发生暴雨事件的频次有增多的趋势,最大日降雨量有增大的趋势。澳门地区过去120 a的龙舟水演变规律可为珠江三角洲地区龙舟水防御工作提供有力的参考依据。 展开更多
关键词 龙舟水 暴雨 变化环境 气候变化 珠江三角洲 澳门地区
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潜水面方向变化对LNAPL迁移过程的影响模拟研究
6
作者 赵贤举 高远 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第1期111-119,共9页
轻非水相液体(LNAPLs)是典型的地下环境难降解污染物,其在水-气-NAPL多相体系中的迁移机制是地下水污染精准防控的关键问题。LNAPLs在含水层中的迁移过程通常可被地下水位的动态变化控制,潜水含水层动态水位的变动可能显著影响LNAPL迁... 轻非水相液体(LNAPLs)是典型的地下环境难降解污染物,其在水-气-NAPL多相体系中的迁移机制是地下水污染精准防控的关键问题。LNAPLs在含水层中的迁移过程通常可被地下水位的动态变化控制,潜水含水层动态水位的变动可能显著影响LNAPL迁移和释放,LNAPLs在区域性潜水面形态演变对多相流体系再分布的影响基质尚未明确。因此,针对上述科学问题,基于多点连续水位数据的方法量化潜水面方向变化过程和地下水动力学和多相流理论,通过构建包含水相、气相、LNAPL相、流场、化学场的多场多相流耦合模型,用于评估潜水面方向变化条件下如何影响LNAPL的迁移分布,系统揭示了潜水面形态动态演变对LANPL迁移转化的控制机理。数值模拟结果表明,(1)潜水面方向变化影响LNAPL迁移轨迹,LNAPL迁移和潜水面方向呈现正相关关系,若潜水面方向变平缓(形态趋缓),LNAPL迁移速度减慢,LNAPL运移速率下降达到38.2%;(2)若潜水面方向变陡(形态趋陡),LNAPL迁移速度加快;(3)潜水面方向变化影响LNAPL的饱和度变化,若潜水面方向变平缓,LNAPL饱和度变化相对较小;若潜水面方向变平缓,LNAPL饱和度变化较大;(4)潜水面方向变化影响温度场的变化,潜水面变化下下层水体和上层水体会发生混合,使得靠近潜水面的水体温度更为均匀,温度梯度由初始0.35℃/m下降至0.18℃/m;(5)潜水面方向变化影响LNAPL溶解相和挥发相的分布,随着潜水面发生变化,LNAPL的溶解相和挥发相变化速率变缓,溶解相浓度变化速率降低42%,挥发通量由0.15d-1下降至0.09d-1。本研究旨在揭示潜水面方向变化下对污染场地LNAPL迁移的影响。 展开更多
关键词 轻非水相液体(LNAPL) 潜水面方向变化 多相流耦合 LNAPL运移
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金沙江下游梯级河段水量平衡复核及修正研究
7
作者 田晶 时玉龙 +2 位作者 阮燕云 潘正可 马彪 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第2期78-83,90,共7页
梯级水库群出入库流量不平衡将直接影响水库的发电效益及航运调度的精度。为深入剖析并解决这一问题,本研究以金沙江下游梯级河段为研究对象,基于流域基础地理信息、气象、径流和水库运行等数据,运用数值分析方法,系统分析了金沙江下游... 梯级水库群出入库流量不平衡将直接影响水库的发电效益及航运调度的精度。为深入剖析并解决这一问题,本研究以金沙江下游梯级河段为研究对象,基于流域基础地理信息、气象、径流和水库运行等数据,运用数值分析方法,系统分析了金沙江下游梯级河段水量差异的区间及时间分布特征,采用SWAT模型模拟了梯级水库的区间入流,并识别了影响水量不平衡的关键因子,最后构建了出入库流量不平衡修正公式。研究结果表明:(1)金沙江下游梯级河段中,XLD-XJB水库区间河段的水量差异最为显著,在2013-2018年的逐日水量数据中,有67%的时段存在Q_(向,入)小于Q_(溪,出)的水量不平衡现象,且主要集中在非汛期时段;(2)SWAT模型模拟结果显示XLD—XJB的区间流量在汛期和非汛期的均值分别为142、26 m^(3)/s,不应忽视;(3)通过对可能导致河段水量不平衡的五种机制进行分析,认为Q_(向,入)的计算误差是导致XLD-XJB水库区间河段水量不平衡的主要原因;(4)考虑区间入流及应用修正公式后,Q_(向,入)与Q_(溪,出)的水量差异均值在汛期和非汛期分别由修正前的127.1、-29.0 m^(3)/s变化为修正后的7.4、4.8 m^(3)/s,且Q_(向,入)与Q_(溪,出)的差异负值时段显著减少。研究为金沙江下游梯级水库群的水量平衡复核与修正提供了简便科学且有效的方法,具有重要的理论与应用价值。通过对水量不平衡进行修正,可提升梯级水库的运行效率,同时为保障长江流域水资源的合理利用与生态平衡提供技术支撑。 展开更多
关键词 水量平衡复核 SWAT模型 不平衡修正 金沙江下游
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基于Triple-Collocation方法的多源降水数据融合评估及降尺度研究
8
作者 许冰清 倪倩 +2 位作者 谭孔荣 瞿凯 潘越 《水利规划与设计》 2026年第2期35-41,共7页
高精度、高分辨率的降水数据对水文研究至关重要。该研究以珠江流域为研究区(2007—2019年),采用Triple-Collocation方法对ERA5、SM2R和IMERG三种降水产品进行适用性评估与加权融合,并结合地理加权回归模型对融合数据进行降尺度处理。... 高精度、高分辨率的降水数据对水文研究至关重要。该研究以珠江流域为研究区(2007—2019年),采用Triple-Collocation方法对ERA5、SM2R和IMERG三种降水产品进行适用性评估与加权融合,并结合地理加权回归模型对融合数据进行降尺度处理。结果表明,融合数据显著提升了误差稳定性,降尺度后的数据分辨率从10km提高至1km,且空间分布与珠江流域降水特征吻合,验证了方法的适用性,可为区域水文模拟提供可靠数据基础。研究采用的方法可为其他卫星降水研究提供借鉴。 展开更多
关键词 卫星降水 Triple-collocation 降尺度 珠江流域 适用性评估 数据融合 地理加权回归
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江西省地表水环境质量变化趋势及影响因素
9
作者 王琦 冯倩 周戈 《人民珠江》 2026年第2期68-78,共11页
为揭示长时序下江西省地表水环境质量演变规律及驱动机制,基于2001—2023年《江西省环境状况公报》《江西省水资源公报》《江西省统计年鉴》和《江西省国民经济和社会发展统计公报》官方数据,采用Daniel趋势检验、Spearman相关分析和灰... 为揭示长时序下江西省地表水环境质量演变规律及驱动机制,基于2001—2023年《江西省环境状况公报》《江西省水资源公报》《江西省统计年鉴》和《江西省国民经济和社会发展统计公报》官方数据,采用Daniel趋势检验、Spearman相关分析和灰色关联分析法进行研究。结果表明:全省地表水Ⅰ—Ⅲ类断面比例显著提升(44.8%提升至95.1%,p<0.05),主要污染物转变为氨氮与总磷。水质改善与GDP、第三产业产值呈显著正相关,与工业化学需氧量及工业氨氮排放呈显著负相关。首次基于覆盖江西省快速工业化与生态转型关键期(2001—2023年)的连续观测数据,结合Daniel趋势检验、Spearman相关分析与灰色关联分析,量化识别产业结构优化(第三产业废水占比关联度0.899)与工业化学需氧量减排(关联度0.87)为核心驱动因子,相较于省内已有的短期研究,该研究通过长周期视角揭示了政策实施的累积效应和驱动机制的演变过程,有效克服了短周期分析易受年度波动干扰、难以捕捉非线性趋势和政策滞后性的局限。研究表明,产业结构优化(第三产业占比提升)与工业污染源精准管控(化学需氧量减排)是水质改善的核心路径。建议持续推进产业结构绿色转型,强化工业污染源(尤其化学需氧量)管控,并加强氮磷协同控制(主要污染物转变),以实现水环境质量持续优化。 展开更多
关键词 地表水环境质量 Spearman相关性 灰色关联分析 影响因素
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不同时间尺度下水沙特征变化规律的对比研究
10
作者 陈亚 张航 《水利科学与寒区工程》 2026年第1期101-104,共4页
长江九江段位于长江中游尾闾,其水沙特征的变化对河流生态、防洪安全及水资源管理具有重要影响。本研究通过系统收集和分析长江九江段不同时间尺度(季节性、年际及长期)的水沙数据,深入探讨了该河段水沙特征的变化规律及其对生态环境的... 长江九江段位于长江中游尾闾,其水沙特征的变化对河流生态、防洪安全及水资源管理具有重要影响。本研究通过系统收集和分析长江九江段不同时间尺度(季节性、年际及长期)的水沙数据,深入探讨了该河段水沙特征的变化规律及其对生态环境的影响,研究发现长江九江段的水沙特征正经历着显著的变化,如悬沙含量减少、粒度分布变化等,这些研究成果为水情预报工作的开展、防汛减灾行动的实施、水资源的开发与利用等方面提供了科学依据。 展开更多
关键词 水沙特征 时间尺度 生态环境 变化规律
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中国时空连续性气象干旱特征及未来预估
11
作者 顾强 尹义星 +3 位作者 焦阳 刘爽 李艳忠 余文君 《水电能源科学》 北大核心 2026年第1期33-37,共5页
为揭示气象干旱的三维时空传播特征,基于中国区域1961~2021年的CN05.1格点数据集和标准化降水指数,采用时空连续性事件识别方法和层次聚类算法,识别时空连续性气象干旱事件并划分不同传播模式,分析了各模式的特征,并探讨了未来气候情景... 为揭示气象干旱的三维时空传播特征,基于中国区域1961~2021年的CN05.1格点数据集和标准化降水指数,采用时空连续性事件识别方法和层次聚类算法,识别时空连续性气象干旱事件并划分不同传播模式,分析了各模式的特征,并探讨了未来气候情景下事件的变化特征。结果表明,时空连续性气象干旱事件分布较广,移动距离差异显著,覆盖范围从局部地区延伸至近半个国土面积;基于移动距离和移动方向可划分为三类传播模式,类型1和类型2事件呈现持续时间长、空间范围广特征,但发生频率较低;类型3事件则以高频次、短持续时间和局部影响为主要特点;未来情景下,时空连续性气象干旱事件的总频次增加,但其平均持续时间和强度趋于减弱,最大影响面积与累计影响范围则均呈扩张特征。 展开更多
关键词 时空连续性 气象干旱 传播模式 三维时空 未来预估
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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：5
12
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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基于多空间维度联合方法改进的BiLSTM出水氨氮预测方法 被引量：4
13
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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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 被引量：2
14
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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耦合气象信息和可解释深度学习方法的日径流预报 被引量：1
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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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小流域地表径流模拟及洪峰调控机制分析——基于元胞自动机的分析与应用
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作者 张瓅丹 陈艺琳 +2 位作者 李潇 周照强 陈晓宏 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2026年第1期153-163,共11页
在元胞自动机框架下构建地表降雨-径流模型(surface rainfall-runoff cellular automata,SRRCA),引入局部细化迭代(local-finer iteration,LFI)策略,系统评估时空尺度效应。以4场实测雨洪和2场设计暴雨为研究对象,经遗传算法率定,模型... 在元胞自动机框架下构建地表降雨-径流模型(surface rainfall-runoff cellular automata,SRRCA),引入局部细化迭代(local-finer iteration,LFI)策略,系统评估时空尺度效应。以4场实测雨洪和2场设计暴雨为研究对象,经遗传算法率定,模型准确再现小流域地表径流过程,模拟精度达到80%以上。结果表明:全局时间步长在小于大多数栅格的径流转移时间(≤15 min)可以获最优精度,经LFI调优后可将时间步长放宽至30 min时仍维持纳什效率系数(Nash–Sutcliffe efficiency coefficient,E_(NS))>0.75的高水平;定量验证了洪峰流量与汇水面积呈高度线性关系,峰现时间显著受到汇流路径拓扑控制;提出的归一化入流阶数指数(normalized upstream Strahler index,I_(NUS))与峰现时间显著正相关,能够量化汇流网络位置对洪峰时序的调控作用。研究系统揭示了汇水面积控制峰值大小、汇流拓扑决定峰现时间的洪峰形成机制,为小流域洪水快速预报提供了新的理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 分布式水文模型 地表径流 时空响应 元胞自动机 洪峰特征
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黄河流域典型气象要素时空变异性分析 被引量：1
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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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黄土丘陵沟壑区典型流域不同类型洪水的水沙关系变化特征
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作者 强敏敏 孙睿哲 +3 位作者 韩剑桥 龙韶博 张云 吴一平 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第2期41-47,共7页
为探究黄河水沙主要策源地黄土丘陵沟壑区的流域洪水泥沙特征,以大理河为研究对象,基于流域出口绥德水文站1960-2019年的292场洪水事件观测数据,采用K-medoid聚类分析方法,选用径流深(H)、洪水历时(T)和洪峰流量(Q_(p))等关键水文参数,... 为探究黄河水沙主要策源地黄土丘陵沟壑区的流域洪水泥沙特征,以大理河为研究对象,基于流域出口绥德水文站1960-2019年的292场洪水事件观测数据,采用K-medoid聚类分析方法,选用径流深(H)、洪水历时(T)和洪峰流量(Q_(p))等关键水文参数,划分4种洪水类型;通过径流深度-输沙模数(H-SY)曲线以及含沙量-流量(SSC-Q)滞回曲线,研究小型、中型、大型、极端4类洪水的径流特征和泥沙输移规律。结果表明,大理河流域不同洪水的径流深度—输沙模数(H-SY)的线性拟合显示,输沙模数随洪水规模的增加显著增大。其中,极端洪水的输沙模数是其他洪水的3~26倍。中、大型洪水事件仅占流域多年洪水事件的25%,但径流量和产沙量约占流域多年产流产沙的60%。在大理河流域的含沙量—流量(SSC-Q)滞回曲线中,复合型曲线占比最大(73%),且随洪水规模的增加而显著增加,反映出长历时强降雨下泥沙来源分散、多批次入河的复杂过程。水土保持各项措施的实施使得各类洪水含沙量平均降低20%~40%,但目前大型、极端洪水在流域洪水的产流产沙占比上仍呈增加趋势,这一现象与气候变化下极端暴雨频次增加密切相关,为后续黄土高原流域水沙过程模拟、侵蚀防控及应对极端气候事件提供了事件尺度的科学依据。 展开更多
关键词 洪水分类 水沙关系 滞回曲线 水土保持
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滇中典型中小流域径流演变规律分析
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作者 彭欣怡 温强 +2 位作者 余娅丽 杨帆 王超 《水利技术监督》 2026年第1期178-182,206,共6页
为揭示云南省滇中地区径流演变规律,运用5年滑动平均、线性拟合法、Mann-Kendall检验法分析滇中地区6个典型中小流域不同时间尺度径流变化趋势及显著性和突变检验。结果表明:滇中典型流域年径流量极值比变化大,径流年际变化大;近40年来... 为揭示云南省滇中地区径流演变规律,运用5年滑动平均、线性拟合法、Mann-Kendall检验法分析滇中地区6个典型中小流域不同时间尺度径流变化趋势及显著性和突变检验。结果表明:滇中典型流域年径流量极值比变化大,径流年际变化大;近40年来年径流量总体呈减少趋势,有4个站在2000年后出现显著突变。主汛期、汛期、枯季径流量的M-K统计量曲线和年径流量具有相似的变化趋势,突变年份均出现在2000年以后。研究结论可为滇中地区中小流域水资源优化配置、水旱灾害防御提供理论支撑。 展开更多
关键词 滇中地区 多时间尺度 径流 MANN-KENDALL法 演变分析
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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
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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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