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洪水预报的比例系数系统响应误差修正方法 被引量：2
1
作者 瞿思敏 陆威村 +4 位作者 蒋思军 陈辉 石朋 虞鸿 张锏 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期88-94,105,共8页
针对系统微分响应误差修正方法在水文预报中同时修正多个变量出现的信息不足的问题,考虑各变量误差在不同时段对洪水预报精度的影响,提出了比例系数系统响应误差修正方法。以同时修正新安江模型各雨量单元降水量为例,分别采用湿润区(长... 针对系统微分响应误差修正方法在水文预报中同时修正多个变量出现的信息不足的问题,考虑各变量误差在不同时段对洪水预报精度的影响,提出了比例系数系统响应误差修正方法。以同时修正新安江模型各雨量单元降水量为例,分别采用湿润区(长诏水库流域)的理想模型和半干旱半湿润区(日照水库流域)的实际流域进行了检验。结果表明:经过误差修正,湿润区理想模型和半干旱半湿润区实际流域在次洪流量模拟中的平均纳什效率系数分别从0.906和0.573提升至0.994和0.809,比例系数系统响应误差修正方法修正效果明显,具有跨气候区的强适应性。 展开更多
关键词 洪水预报 系统微分响应 误差修正 比例系数 长诏水库流域 日照水库流域
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基于LSTM的山区流域洪水预报模型研究 被引量：1
2
作者 金保明 曾泓源 +2 位作者 卢旺铭 陈朝清 康顺 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期177-187,共11页
山区流域洪水具有突发性强、预见期短的特点,快速准确进行洪水预报始终是防汛工作的关键问题。以长短时记忆深度学习神经网络技术为基础,选取崇阳溪流域1997年到2022年共30场暴雨洪水过程作为研究数据,将其中21场洪水作为训练集,以上游... 山区流域洪水具有突发性强、预见期短的特点,快速准确进行洪水预报始终是防汛工作的关键问题。以长短时记忆深度学习神经网络技术为基础,选取崇阳溪流域1997年到2022年共30场暴雨洪水过程作为研究数据,将其中21场洪水作为训练集,以上游吴边等6个雨量站的逐时雨量、武夷山站控制断面前期流量为模型输入,武夷山站控制断面相应洪水流量为模型输出,采用均方根误差最小准则分析确定LSTM隐含层单元数和网络迭代轮数,同时在LSTM层之后设置一个全连接层,并对全连接层进行dropout处理,建立具有时间序列记忆功能的山区流域LSTM神经网络模型。运用该模型对余下的9场洪水进行测试,并与LMBP模型进行对比。结果表明:LSTM模型预测精度较高,在洪水过程、洪峰流量和洪峰出现时间预测方面精度高于LMBP模型,适用于山区流域洪水预报。 展开更多
关键词 洪水预报 LSTM网络 LMBP网络 崇阳溪流域
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气候变化下长江暴雨洪水形成机理与水旱灾害防御新范式
3
作者 郭生练 尹家波 汪肖雅 《人民长江》 北大核心 2025年第10期28-36,共9页
在气候变化与人类活动的双重作用下,陆地圈与大气圈的能量收支平衡遭到破坏,水循环过程发生显著异变,暴雨洪水等极端灾害呈现高发态势。为有效应对长江流域愈加频发的极端水旱灾害,阐明了西太平洋副热带高压的季节性进退是决定雨带迁移... 在气候变化与人类活动的双重作用下,陆地圈与大气圈的能量收支平衡遭到破坏,水循环过程发生显著异变,暴雨洪水等极端灾害呈现高发态势。为有效应对长江流域愈加频发的极端水旱灾害,阐明了西太平洋副热带高压的季节性进退是决定雨带迁移的关键因子,分析了梅雨与华西秋雨的时序变化规律,探讨了极端降水和地表径流对气候变化的热力学响应机理,阐述了Hook结构随全球变暖发生动态迁移的基本特征,并预估21世纪末峰点温度将普遍升高1~3℃,进而触发更严峻的极端水文灾害。还评述了基于AI技术的气象大模型与深度学习算法在水文气象集合概率预报领域的最新研究进展,并提出了融合工程与非工程措施的水旱灾害防御新范式。工程措施主要聚焦完善提升流域调蓄和洪涝排泄能力,非工程措施则强调汛期精细划分和基于预报信息的水库群运行水位动态控制及多目标联合优化调度。新范式结合先进AI技术,能有效应对气候变暖下暴雨洪水极端性、复杂性和不确定性加剧的挑战,为提升长江水旱灾害防御能力、保障水安全提供有力支撑。 展开更多
关键词 暴雨洪水 水旱灾害 水文气象预报 水库优化调度 气候变化 长江流域
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基于RF-Informer模型的月径流遥相关预报
4
作者 李继清 谢宇韬 +1 位作者 徐学军 吴亮 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期39-45,共7页
为延长中长期径流预报的预见期,提高预报精度,从物理成因上考虑径流的影响因素,在前期降水径流的基础上增加遥相关因子,通过随机森林(RF)模型进行因子选择,引入长时间序列预报中表现良好的Informer模型,构建了月径流预报的RF-Informer模... 为延长中长期径流预报的预见期,提高预报精度,从物理成因上考虑径流的影响因素,在前期降水径流的基础上增加遥相关因子,通过随机森林(RF)模型进行因子选择,引入长时间序列预报中表现良好的Informer模型,构建了月径流预报的RF-Informer模型,并利用该模型对雅砻江流域两河口、锦西、二滩3个水库的入库月径流进行了预报。结果表明:将遥相关因子引入流域月径流预报可以延长预见期,提高预报精度;相较于线性相关法,基于RF模型选择预报因子可以挖掘因子间非线性关系,提升预报效果;与RF-LSTM、RF-SVM、RF-BP神经网络模型相比,RF-Informer模型的误差最小,预报精度最高。 展开更多
关键词 月径流预报 遥相关因子 随机森林模型 Informer模型 雅砻江流域
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基于降雨—水位涨幅关系的典型平原河网区实时水位预报模型
5
作者 朱立国 朱静 +1 位作者 张小稳 徐兴 《水电能源科学》 北大核心 2025年第11期21-24,共4页
为构建一种适用于典型平原河网区简便可靠的实时水位预报模型,以无锡市特定区域为例,收集苏南运河无锡站2015~2024年的实测小时水位及区域面雨量数据,采用水文统计学方法,明确了区域代表站点的降雨—水位涨幅线性关系,并试算出以水位为... 为构建一种适用于典型平原河网区简便可靠的实时水位预报模型,以无锡市特定区域为例,收集苏南运河无锡站2015~2024年的实测小时水位及区域面雨量数据,采用水文统计学方法,明确了区域代表站点的降雨—水位涨幅线性关系,并试算出以水位为表征量的汇流单位线。基于此构建实时水位预报模型,输入小时预报降雨过程,预报场次降雨洪峰水位、峰现时间。经2024年3场次降雨水位过程验证,所建模型能较好地模拟水位上涨过程,预报结果准确可靠,在基层防汛工作中有较强的适用性,也为其他水力条件相似平原河网区水位预报模型构建提供了借鉴。 展开更多
关键词 典型平原河网区 降雨—水位涨幅关系 汇流单位线 实时水位预报
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崇阳溪流域洪水预报模型构建
6
作者 金保明 王晨瑜 +2 位作者 韦裕韬 颜望栋 曾泓源 《福州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期226-233,共8页
针对山区流域洪水预报问题,以崇阳溪上游流域为研究对象,基于数字高程模型(DEM)对流域进行数字化处理并划分子流域,并采用SCS-CN法及SCS单位线法对子流域进行产汇流计算.各子流域出口处对应一段河道,依据运动波方程将所有河道衔接形成... 针对山区流域洪水预报问题,以崇阳溪上游流域为研究对象,基于数字高程模型(DEM)对流域进行数字化处理并划分子流域,并采用SCS-CN法及SCS单位线法对子流域进行产汇流计算.各子流域出口处对应一段河道,依据运动波方程将所有河道衔接形成河网并进行河网汇流演算,从而得到整个流域出口断面处的流量,构成崇阳溪上游流域洪水预报模型.最后,采用6场典型洪水对模型进行模拟验证.结果表明:各场洪水洪峰流量、洪量相对误差均小于5%,峰现时间绝对误差小于60 min,洪水模拟误差满足规范要求;模型确定性系数大于0.96,模拟结果良好.该洪水预报模型可为山区流域防汛工作提供依据. 展开更多
关键词 流域数字化处理 产汇流计算 SCS-CN法 崇阳溪
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宿迁市黄河故道区域水资源供需预测分析
7
作者 王思如 刘米雪 +3 位作者 胡继成 李传龙 顾一成 姚轶 《江苏水利》 2025年第8期17-21,共5页
水资源供需平衡与优化配置是实现区域水资源均衡利用、提升水资源利用效率的重要途径。以宿迁黄河故道为例,以规划水平年2035年为时间节点,预测未来宿迁黄河故道区域水资源供需关系,并提出区域产业发展规划建议。研究建立了以规划期增... 水资源供需平衡与优化配置是实现区域水资源均衡利用、提升水资源利用效率的重要途径。以宿迁黄河故道为例,以规划水平年2035年为时间节点,预测未来宿迁黄河故道区域水资源供需关系,并提出区域产业发展规划建议。研究建立了以规划期增长率、规划年水平值、规划年用水定额为主要预测因子的水资源需水量预测方法,基于可供水量约束条件与经验公式的可供水量预测方法,同时基于规划年用水定额降低、结构和规模优化、引调水和外调水增加的水资源供需平衡方法,以期为相关区域经济发展和水资源保障提供技术支撑。 展开更多
关键词 水资源 黄河故道 供需平衡 节水潜力 需水预测
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流域降雨产汇流与河道水动力耦合模型模拟水库溃坝风险
8
作者 王浩 《中国水能及电气化》 2025年第10期56-62,共7页
文章利用HEC-HMS(The Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System)和HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System)构建柏叶口水库漫顶溃决模型,对面板堆石坝进行漫顶溃决洪水演进数值模拟。研... 文章利用HEC-HMS(The Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System)和HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System)构建柏叶口水库漫顶溃决模型,对面板堆石坝进行漫顶溃决洪水演进数值模拟。研究结果为柏叶口水库的安全评估、应急预案制定提供了科学依据,为预测下游受灾区域、制定科学合理的防洪减灾策略提供了关键数据支撑,对保障柏叶口水库下游区域人民生命财产安全具有重大现实意义。 展开更多
关键词 漫顶溃决 洪水演进 HEC-HMS HEC-RAS 柏叶口水库
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水库防洪调度模型研究与应用——以浙江省珊溪水库为例 被引量：3
9
作者 周钰涵 王海军 +4 位作者 陈智洋 唐榕 赵丽平 夏志昌 任明磊 《中国防汛抗旱》 2025年第1期13-18,93,共7页
以浙江省飞云江流域1617号台风“鲇鱼”洪水为例,针对珊溪水库防洪调度需求,结合预报成果,构建了珊溪水库防洪指令调度、水位控制调度、泄量控制调度和错峰补偿调度模型,并应用在珊溪水库防洪调度模拟计算中。其中,指令调度模型能够快... 以浙江省飞云江流域1617号台风“鲇鱼”洪水为例,针对珊溪水库防洪调度需求,结合预报成果,构建了珊溪水库防洪指令调度、水位控制调度、泄量控制调度和错峰补偿调度模型,并应用在珊溪水库防洪调度模拟计算中。其中,指令调度模型能够快捷简便地计算出指定下泄流量情况下水库水位、库容的变化;水位控制调度模型能够控制水库最高调洪水位不超过防洪高水位等特征水位或者某一指定水位;泄量控制调度模型能够控制水库最大出库流量不超过指定流量;错峰补偿调度模型能够充分利用水库防洪库容进行蓄泄,控制下游重要防洪控制断面流量尽可能不超过安全流量,达到干支流洪水错峰调节的目的。结果表明,4种模型相较于规则调度均能实现较高的削峰率,其中错峰补偿调度方式对于控制下游重要断面安全流量的效果最好。 展开更多
关键词 防洪调度模型 指令调度 水位控制调度 泄量控制调度 错峰补偿调度 珊溪水库
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基于多模型集成的和田河流域中长期融雪径流预测
10
作者 刘东琪 何厚军 +3 位作者 邱禹 王蕊 李胜阳 王文 《人民长江》 北大核心 2025年第5期97-104,120,共9页
融雪径流是西北干旱地区水资源的重要组成部分,准确的径流预测是水资源管理工作的基础。利用2001~2023年新疆和田河流域MODIS积雪资料和实测流量资料,以积雪覆盖率、雪线高度与大尺度气象-气候指数等作为预报因子,通过主成分分析筛选出... 融雪径流是西北干旱地区水资源的重要组成部分,准确的径流预测是水资源管理工作的基础。利用2001~2023年新疆和田河流域MODIS积雪资料和实测流量资料,以积雪覆盖率、雪线高度与大尺度气象-气候指数等作为预报因子,通过主成分分析筛选出主要预报因子,然后采用多元回归分析、支持向量机和随机森林3种方法建立和田河流域两断面融雪径流的数据驱动模型,再基于Stacking融合算法对上述模型进行集成,建立集成预报模型进行融雪径流预测。结果表明:3种模型在中长期融雪径流预报上均具有较好的预报效果,且随机森林模型预报精度整体优于多元回归模型和支持向量回归模型;基于Stacking融合算法,将多元回归模型、支持向量机模型和随机森林模型融合后的集成模型性能优于单一模型,预测精度得以提升,RMSE从0.308 m^(3)/s降低至0.240 m^(3)/s,MAE从0.227 m^(3)/s降低至0.188 m^(3)/s,R^(2)从0.864提升至0.874。研究成果可为西北地区水资源分配与调度、洪涝灾害防御等提供参考。 展开更多
关键词 融雪径流 积雪覆盖率 多模型集成 数据驱动模型 Stacking算法 和田河流域 新疆
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基于组件式水文模型的径流模拟不确定性分析——以长江上游流域为例
11
作者 周丽婷 谢康 +4 位作者 刘攀 张晓菁 曾志强 周涛 张海荣 《水科学进展》 北大核心 2025年第4期610-620,共11页
为评估降水数据、模型结构和模型参数对径流模拟不确定性的影响,本研究选取4种降水数据(站点实测和CRUJRA、CMFD、ERA5-Land格点数据),构建模块化的组件式水文模型,采用动态Sobol'敏感性分析方法,以长江上游51个分区流域为研究对象... 为评估降水数据、模型结构和模型参数对径流模拟不确定性的影响,本研究选取4种降水数据(站点实测和CRUJRA、CMFD、ERA5-Land格点数据),构建模块化的组件式水文模型,采用动态Sobol'敏感性分析方法,以长江上游51个分区流域为研究对象,分析降水数据、模型结构与模型参数在径流模拟中的敏感性。研究结果表明:①模型参数对径流模拟不确定性的贡献最大,多年平均总阶敏感性指数在分区流域的中位数为0.59,高于模型结构(0.51)和降水数据(0.36);②壤中流是最敏感的水文子过程,蒸散发过程次之,积融雪、地表径流、基流过程的敏感性较低,水文子过程的敏感性具有年内变异性,以积融雪过程最为显著;③积融雪、蒸散发和壤中流过程的相关参数是影响径流模拟不确定性的关键参数;④平均温度、平均海拔和水力传导度是积融雪、蒸散发和壤中流过程模型结构和参数敏感性的显著相关因子。研究识别了径流模拟不确定性的敏感因素及其时间变化规律,可为流域水文模型的结构与参数优化提供依据。 展开更多
关键词 径流模拟 不确定性 组件式水文模型 模型结.构 模型参数 动态敏感性分析
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基于多变量变分模态分解与相关性重构的日径流预测模型
12
作者 丁杰 涂鹏飞 +1 位作者 冯谕 曾怀恩 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第5期119-129,共11页
准确预测径流是预防洪涝灾害的基础。针对这一问题,提出一种基于多变量变分模态分解与皮尔逊相关性重构的日经流预测组合模型,该模型首先运用多变量变分模态分解(MVMD)方法分解日径流数据,然后,针对分解后的模态分量,运用皮尔逊相关系... 准确预测径流是预防洪涝灾害的基础。针对这一问题,提出一种基于多变量变分模态分解与皮尔逊相关性重构的日经流预测组合模型,该模型首先运用多变量变分模态分解(MVMD)方法分解日径流数据,然后,针对分解后的模态分量,运用皮尔逊相关系数法对该分量进行重构分类为波动项和随机项,运用思维进化算法(MEA)优化BP神经网络对波动项进行预测;运用灰狼优化算法(GWO)优化极限学习机算法(ELM)对随机项进行预测。最后,对两个模态分量预测融合得出最终预测结果。以汉江流域中的安康水电站与白河水电站径流数据为例进行分析,结果表明:安康站平均R^(2)为0.87,白河站平均R^(2)为0.93,预测模型预测效果较好、准确性较高,具有预测合理性。研究结果可为预防洪涝灾害和合理调控水资源提供依据。 展开更多
关键词 多变量变分模态分解 相关性重构 思维进化算法 BP神经网络 灰狼优化算法 极限学习机算法
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磨刀门水道咸潮演变规律及咸界变化分析 被引量：3
13
作者 位帅 黄宇铭 +1 位作者 林凯荣 刘丽诗 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期88-96,共9页
咸潮上溯问题已成为沿海城市制约供水安全的主要水文因素,掌握咸潮规律和演变趋势对做好水资源调度,保障供水安全具有重大意义。基于统计分析和数值模拟方法,分析了2005年以来珠江河口磨刀门水道不同时间尺度咸潮演变规律以及枯水期咸... 咸潮上溯问题已成为沿海城市制约供水安全的主要水文因素,掌握咸潮规律和演变趋势对做好水资源调度,保障供水安全具有重大意义。基于统计分析和数值模拟方法,分析了2005年以来珠江河口磨刀门水道不同时间尺度咸潮演变规律以及枯水期咸界发展趋势,并采用创新趋势分析法对咸界变化的主要影响因子发展趋势进行了检验。结果表明,近年来磨刀门水道咸潮发生频率增加,严重咸潮入侵次数从约每7年1次缩短至约每3年1次,出现时间提前至后汛期,主要取水口取淡几率降低,咸界上移趋势明显,影响范围逐步扩大。咸界变化主要影响因子马口分流比和海平面变化分别呈现超过10%的显著下降和上升趋势,思贤窖同等来水条件下,马口分流比变化趋势受枯水期影响较大。为丰富不同因素对磨刀门水道咸潮上溯影响作用和供水厂实际生产取水的关系研究,在思贤滘流量2 500 m^(3)/s条件下,预测海平面上升、河道地形变化与上游水资源配置工程三种因素单独作用和综合作用下磨刀门水道咸界变化情况。结果显示,各因素单独作用下磨刀门水道咸界上移距离分别为1.2、1.4和0.1 km,综合作用下咸界上移距离为2.5 km,咸界上移距离受海平面上升和河道地形变化影响较为明显,综合作用较单因素作用对咸界上移距离产生的影响更大。 展开更多
关键词 磨刀门水道 取淡几率 咸界变化 创新趋势分析法
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基于CMIP6多模式集合的中国洪水热浪复合极端事件特征预测 被引量：2
14
作者 武传号 逯家宝 +1 位作者 周君 黎梓涛 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期20-30,共11页
基于14个CMIP6全球气候模式降尺度模拟结果,预测了未来SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下中国洪水-热浪复合极端(SFHE)事件及人口暴露度的时空变化特征,量化了气候效应、人口效应以及两者共同作用效应对人口暴露度的相对影响。结果表... 基于14个CMIP6全球气候模式降尺度模拟结果,预测了未来SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下中国洪水-热浪复合极端(SFHE)事件及人口暴露度的时空变化特征,量化了气候效应、人口效应以及两者共同作用效应对人口暴露度的相对影响。结果表明:气候变暖加剧了未来华东和华南地区SFHE事件发生的风险,并导致SFHE事件历时及土地暴露度增长;SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下21世纪末中国SFHE事件年均频次与历史基准期(1961—2014年)相比,预计分别增加0.13、0.28、0.44次,SFHE事件平均历时分别增长1.4、3.9、8.1 d,年土地暴露度分别增加6.0%、13.8%、18.3%,而洪水、热浪平均间隔分别缩短0.16、0.37、0.75 d,SFHE事件突发性更强;未来SFHE事件人口暴露度增加的区域主要集中在中国东部和南部地区,由气候变化导致人口暴露度增加的效应逐渐增强。 展开更多
关键词 洪水-热浪复合极端事件 CMIP6 气候变化 人口暴露度 中国
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引入质量守恒的LSTM模型在径流模拟中的应用及其可解释性分析
15
作者 蒋燕 牛杰帆 +2 位作者 张珂 马御棠 陈凯 《水资源保护》 北大核心 2025年第6期149-157,共9页
为评估引入质量守恒的长短时记忆网络(MC-LSTM)模型在径流模拟中的应用效果,以云南梨园流域和乌弄龙流域为例,采用MC-LSTM模型在不同预见期进行径流模拟,将其与标准长短时记忆网络(LSTM)模型和支持向量回归(SVR)模型进行对比,并基于SHA... 为评估引入质量守恒的长短时记忆网络(MC-LSTM)模型在径流模拟中的应用效果,以云南梨园流域和乌弄龙流域为例,采用MC-LSTM模型在不同预见期进行径流模拟,将其与标准长短时记忆网络(LSTM)模型和支持向量回归(SVR)模型进行对比,并基于SHAP方法探讨气象特征对MC-LSTM模型径流预测的贡献,分析模型的可解释性。结果表明:在无历史径流观测数据输入的情况下,MC-LSTM模型与LSTM模型模拟精度优于SVR模型,MC-LSTM模型在汛期性能略优于LSTM模型;纳入历史实测径流后,3种模型在短预见期模拟中均表现出较高精度,随着预见期的延长,MC-LSTM模型精度缓慢下降,但模型整体稳定,在中长预见期径流模拟过程中,MC-LSTM模型相较LSTM模型和SVR模型表现良好;梨园流域和乌弄龙流域径流预测的主要影响因素分别为气温和降水,主导气象因子的差异反映了不同流域的产流过程特征差异,MC-LSTM模型的可解释性分析有助于进一步明晰流域产流机制。 展开更多
关键词 径流预测 LSTM模型 深度学习模型 质量守恒 梨园流域 乌弄龙流域
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Kolmogorov-Arnold网络在长江中下游水位预报中的应用 被引量：1
16
作者 陈思宇 李肖男 +3 位作者 花续 鲁军 荆平飞 宋志豪 《水力发电学报》 北大核心 2025年第4期97-107,共11页
使用Kolmogorov-Arnold网络(KAN)构建了一种数据驱动的水位预报方法,将水文变量的复杂关系分解为一系列一元函数的线性组合,从而准确地捕捉水文数据的变化趋势。以长江中下游莲花塘站和沙市站的流量与水位数据为基础,进行水位预报应用... 使用Kolmogorov-Arnold网络(KAN)构建了一种数据驱动的水位预报方法,将水文变量的复杂关系分解为一系列一元函数的线性组合,从而准确地捕捉水文数据的变化趋势。以长江中下游莲花塘站和沙市站的流量与水位数据为基础,进行水位预报应用。结果表明,KAN模型七日平均绝对误差分别为0.187 m(莲花塘)和0.109m(沙市)。以莲花塘站为例,KAN模型相较于传统的多层感知机、长短期记忆网络、门控循环单元网络和自注意力机制模型预报精度分别提高了20.1%、45.0%、16.5%和13.0%。为了进一步提升对KAN模型的理解和认识,进行了敏感性分析和简化实验。结果表明,短期内的上游流量预报对下游水位有显著影响。KAN模型能够通过极少的模型参数揭示上游流量与下游水位变化的关系,表现出显著的可解释性。 展开更多
关键词 水位预报 Kolmogorov-Arnold网络 机器学习 长江中游 可解释性
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水文时间序列多尺度效应分析与改进预测方法
17
作者 何中政 李祥吉 +1 位作者 王永强 路佳豪 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期35-39,共5页
提升水文预测技术水平一直是水文水资源研究领域的重点和难点,而在水文预测中,往往短临时段的水文预测效果高于中长期。对此,提出了大时间尺度的序列自回归特性弱于小时间尺度的猜想,以及基于自相关性系数的多尺度效应分析及其改进水文... 提升水文预测技术水平一直是水文水资源研究领域的重点和难点,而在水文预测中,往往短临时段的水文预测效果高于中长期。对此,提出了大时间尺度的序列自回归特性弱于小时间尺度的猜想,以及基于自相关性系数的多尺度效应分析及其改进水文时间序列预测方法。并选定长江流域8个典型水文站点为研究对象,以3 h、6 h、日、周、月为预测时间步长开展实例分析。相关试验结果表明,不同站点的ACF(p)平均绝对值从大到小为3 h、6 h、日、周、月;各个站点不同时间尺度下改进预测方法结果相比传统预测方法,均方根误差平均降低20.76%,平均绝对误差降低20.70%,确定性系数平均提高6.65%,合格率平均提高9.77%,最大误差平均降低18.16%。验证了所提出的猜想及其改进预测方法,可为水文预测研究提供新的思路。 展开更多
关键词 水文预测 自相关性 自回归模型 多尺度效应
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基于物理机制引导的水库群出库流量预测在乌江流域的应用 被引量：1
18
作者 刘海力 卢勇 +2 位作者 王渤权 于洁 孟长青 《水力发电》 2025年第7期95-102,共8页
出库流量预测可为水电站防汛抗旱、水位控制等提供必要依据,为此,提出了一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解方法(CEEMDAN)、核主成分分析(KPCA)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的水库群出库流量预测模型。首先,利用CEEMDAN对影响因... 出库流量预测可为水电站防汛抗旱、水位控制等提供必要依据,为此,提出了一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解方法(CEEMDAN)、核主成分分析(KPCA)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的水库群出库流量预测模型。首先,利用CEEMDAN对影响因子序列进行分解,然后使用KPCA提取主成分序列,最后输入到BiLSTM模型,同时,BiLSTM模型模拟时将水库出库流量的物理机制约束转换为损失函数中的惩罚项,从而实现物理机制引导的深度学习预测模型。此外,分别构建枯水期、汛期及极端洪水3种情景下的出库流量预测模型,以提高预测的精度和稳定性。实验结果表明,提出的基于物理机制引导的水库群智能流量预测算法在预测精度、稳定性和泛化能力方面均优于传统的LSTM算法;改进后的损失函数能够有效地防止过拟合问题,使得模型更具有鲁棒性和可靠性。 展开更多
关键词 出库流量预测 BiLSTM算法 物理机制 自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN) 核主成分分析(KPCA) 乌江流域
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崇阳溪流域PRBP神经网络洪水预报模型研究
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作者 司琪 金保明 +1 位作者 卢旺铭 陈朝清 《人民珠江》 2025年第6期68-74,共7页
运用数值优化技术的Polak-Ribiére共轭梯度BP反向传播算法(简称PRBP),选择崇阳溪上游流域1997—2022年期间21场暴雨洪水过程,以流域上游6个雨量站时段雨量、武夷山站前期流量为模型输入,武夷山站相应流量为输出,通过试算法确定隐... 运用数值优化技术的Polak-Ribiére共轭梯度BP反向传播算法(简称PRBP),选择崇阳溪上游流域1997—2022年期间21场暴雨洪水过程,以流域上游6个雨量站时段雨量、武夷山站前期流量为模型输入,武夷山站相应流量为输出,通过试算法确定隐含层单元数,构建PRBP神经网络洪水预报模型;利用剩下的8场洪水进行测试,对所建模型进行检验。结果表明,与常规的BP神经网络模型比较,PRBP模型收敛速度变快,运算速度明显提高,计算的模型确定性系数均大于0.87,其中6场洪水洪峰流量相对误差在10%以内,模型的预报精度符合要求,可以为防汛部门预测洪水提供依据。 展开更多
关键词 PR共轭梯度法 BP神经网络 洪水预报 崇阳溪流域
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基于组合模型的山区小流域极端天气下短时洪水预报
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作者 林思文 张风辉 +2 位作者 袁雪华 詹昌洵 张挺 《水力发电》 2025年第10期6-13,共8页
为准确实现山区小流域在极端天气下的短时洪水预报,构建了一种基于物理的分布式水文模型和数据驱动的深度学习模型相结合的组合框架,并引入S2S策略进行模型优化。以7场历史台风降雨数据为初始变量条件,建立GRU、HEC-HMS-GRU和HEC-HMS-GR... 为准确实现山区小流域在极端天气下的短时洪水预报,构建了一种基于物理的分布式水文模型和数据驱动的深度学习模型相结合的组合框架,并引入S2S策略进行模型优化。以7场历史台风降雨数据为初始变量条件,建立GRU、HEC-HMS-GRU和HEC-HMS-GRU-S2S模型进行提前1~3 h洪水预报性能对比分析。结果表明:从预测精度来看,HEC-HMS-GRU-S2S模型和HEC-HMS-GRU模型的预测能力较单一深度学习模型均有所提升,NSE指标分别最高提升57%、23%;从多步时长预测来看,HEC-HMS-GRU-S2S组合模型在保证预测的稳定性和准确性的同时提高了预测的提前期,在3 h提前期的NSE和RMSE指标分别为0.906、31.2;从可靠性评估来看,HEC-HMS-GRU-S2S组合模型能够减少在多步长预测中对峰值流量估计的偏差,改善预测过程中的洪峰高估和滞后现象,洪峰相对误差和峰现时差最低为2%和0 h。HEC-HMS-GRU-S2S组合模型为极端条件下的山区小流域的洪水预报提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 山区小流域 短时洪水预报 深度学习模型 序列到序列策略
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