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水电能源科学
水电能源科学

邴凤山 张勇传

月刊

1000-7709

sdny@mail.hust.edu.cn

027-87542126

430074

武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学内

水电能源科学/Journal Water Resources and Power北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道水、电、能源及相关学科的新理论、新技术、新方法及工程应用成果，适当报道经验交流、技术革新和技术改造，涉及水电、电气与电子、能源与动力、土木与力学、环境工程、控制工程、计算机等多个学科。读者对象为从事水、电、能源开发与研究、生产、建设、设计施工、教学的科技和管理人员及大专院校师生。
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    大通水文站流量演变及其旱涝特征分析

    闫桂霞何健姚天祺黄凤清...
    1-5页
    查看更多>>摘要：在变化环境和上游水库调蓄影响下,分析长江中下游地区流量的演变规律和旱涝特征,对江苏省防洪安全和水资源利用至关重要.为定量评估长江中下游近50年来流量演变规律和旱涝变化特征,基于大通水文站1971～2020年逐月流量实测数据,采用 Mann-Kendall检验、Morlet小波分析等方法综合分析大通站流量变化趋势、突变性、周期性和年内分布规律,并计算标准化流量指数分析其旱涝特征.结果表明,近50年来,大通水文站年均流量具有非显著增加趋势,年际变化较为稳定,但在2003年存在显著突变,突变后显著增加;年均流量序列主要存在12年的周期,且主要集中在1995年之前,具有3次丰枯交替震荡;大通站流量年内分配不均,主要集中在汛期,7、8月流量最大,但汛期各月流量序列变化不显著,而枯季各月如12月至次年3月流量具有显著增加趋势;不同时间尺度标准化降水指数反映干湿变化较为一致,2003年后干旱发生几率较高,年干旱发生频率为44.4%,而洪涝发生几率由37.5%减少到16.7%,发生率明显降低.从季节上看,2003年秋季和夏季干旱发生率偏高,而春季和冬季发生率明显降低.对各季标准化降水指数进行 MK趋势检验可知,除在秋季减少外,其他各季增加,尤其是冬季增加趋势显著.

    大通站流量小波分析Mann-Kendall检验标准化流量指数

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    融合自适应滑动集合经验模态分解的机器学习月径流预测方法

    胡永旭乔长录刘延雪李旭...
    6-10页
    查看更多>>摘要：为提高月径流预测精度,解决传统分解集成径流预测方法提前引入"未来信息"在实际工程中无法实现的问题,提出了一种基于自适应滑动集合经验模态分解(ASEEMD)、秃鹰搜索(BES)算法和极限学习机(ELM)耦合的月径流预测模型(ASEEMD-BES-ELM).并以玛纳斯河1957～2014年的月径流序列为例,首先,利用ASEEMD对原始月径流序列自适应分解,得到若干子序列;其次,将各子序列分别输入到结合BES算法和网格搜索优化后的ELM 模型中预测;最后,累加各子序列预测结果,得到最终月径流预测值.与ELM*、BES-LEM*、BES-ELM、EEMD-BES-ELM(传统"捆绑分解")模型对比结果表明,ASEEMD-BES-ELM模型的纳什效率系数为0.971、平均绝对误差为5.173 m3/s、均方根误差为8.282 m3/s、平均绝对百分比误差为16.033%,在符合实际应用中预测精度最高.结果可为干旱区月径流预测研究提供参考.

    月径流预测自适应分解集合经验模态分解秃鹰搜索算法极限学习机玛纳斯河

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    基于深度学习模型的中小河流洪水模拟

    张景帅胡彩虹
    11-15页
    查看更多>>摘要：为了研究LSTM模型在我国众多流域中的适用性,在海河、黄河、淮河、长江流域共选取了9个小流域作为研究区域,训练并验证了LSTM在这些流域中的模拟精度.结果表明,随着预见期的增加,LSTM模型模拟效果呈下降趋势,在预见期为1～6 h时可以得到良好的模拟结果,在预见期大于6 h时,模拟结果较差;随着神经元数量和迭代步数的增加,LSTM模型的模拟效果有所提高,超过一定组合后,模拟效果变化不明显.研究结果可为中小流域的洪水预报提供支持.

    深度学习LSTM中小河流洪水模拟

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    基于元胞自动机的降雨-径流模型对城市淹没过程的模拟

    崔志美黄维黄志都邬蓉蓉...
    16-19,43页
    查看更多>>摘要：针对现有的基于元胞自动机(CA)的径流模型无法随时应用于复杂的城市环境,提出了一种基于CA的新型降雨-径流模型(RRCA)来模拟洪水淹没.该模型考虑了12种城市情景而非单一土地利用类型的精细径流生成过程,通过水资源供需的新过渡规则(WS-WD)模拟汇流过程.将RRCA与基于CA的洪水模型(E2DCA)进行比较,结果表明,RRCA和E2DCA与基准模型具有良好的一致性,R2 大于0.9,且RRCA在模拟效率和准确性上表现更好.因此,在城市内涝管理中,可通过精准模拟有效识别排水困难区域,从而及时采取相应措施.

    洪水模拟元胞自动机降雨—径流模型淹没分析土地利用

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    城市配电终端暴雨淹没风险评估方法

    李俊杰李想李彬苏盛...
    20-23页
    查看更多>>摘要：极端降水频率的增加和强度的增大使得城市内涝愈发明显.而随着城市发展,城区配电终端越来越多,现有防涝规范显示出一些不足之处,暴雨淹没导致配电终端受损停运事件增多.基于暴雨强度公式和地理信息数据,应用FloodArea二维水动力模型对长沙市进行极值降雨内涝模拟计算,在淹没模拟的结果上结合配电终端的基础抬高等性质进行淹没风险区划.结果表明,FloodArea模型可较好反映城市降雨淹水过程及积涝空间分布,配电终端淹没风险区域的划分清晰显示了极值降雨下不同地区配电终端的停运风险,可为新建配电终端提供一定的选址依据,在规划层面提高电网稳定性.

    FloodArea暴雨内涝淹没模拟配电终端风险区划

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    基于长短时记忆网络的顶托影响下干支流洪水模拟研究

    张艺佳吴剑彭勇丁勇...
    24-28页
    查看更多>>摘要：干支流交汇河段易发生洪水相互顶托现象,造成河段持续处于高水位,极大地增加了洪水模拟的难度.以三岔河口上游受顶托影响显著的嫩江大赉站为研究对象,首先分析识别大赉站历史洪水的顶托关系,并根据洪水顶托关系划分洪水类型;在此基础上采用长短时记忆(LSTM)网络建立洪水模拟模型,评估模型的模拟效果.结果表明,采用流量、水位变化率可以较为有效地识别洪水顶托关系,历史上嫩江受到洪水顶托影响的年份较多;LSTM模型输入中仅考虑上游来水对大赉站流量模拟精度影响相对较小,而对水位模拟精度影响显著;考虑顶托影响的LSTM模型对大赉站的流量、水位模拟精度均较高.可见,所构建的LSTM模型能较准确地模拟出顶托影响下的大赉站洪水过程,为类似流域或站点的洪水模拟提供参考.

    机器学习长短时记忆网络洪水顶托洪水模拟

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    基于水文水动力模型和机器学习模型耦合的河道水位预报方法

    胡义明陈钰周瑛李彬权...
    29-32页
    查看更多>>摘要：为探讨利用水文水动力模型和机器学习模型来提高河道水位预报精度的可行性,首先利用水文水动力模型进行河道水位预报,采用支持向量机模型对水文水动力模型的预报结果进行校正,进而构建了一种耦合水文水动力模型和机器学习模型的河道水位预报模型.在广州市南沙区蕉西水闸的应用结果表明,构建的耦合模型的预报效果优于单一的水文水动力模型,明显地提高了不同预见期下的水位预报精度;尽管随着预见期的增加,耦合模型的预报精度有一定的衰减趋势,但整体上仍优于水文水动力模型提供的水位预报结果.

    水位预报水文水动力模型机器学习模型耦合模型

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    MSWEP降水产品在尼洋河流域的应用

    陈许娜李国芳乔时雨
    33-38页
    查看更多>>摘要：为探究 MSWEP卫星降水产品在缺资料地区的应用,以尼洋河流域为例,通过双线性插值得到流域内4个站点处的卫星降水资料,以站点实测降水资料为参照对 MSWEP降水数据进行不同时间尺度的精度评估,并利用平均偏差校正法和基于空间分布模式的校正方法对研究区范围内的所有卫星网格降水数据进行校正处理,最终用实测数据以及原始、校正后的卫星降水数据分别驱动SRM融雪模型,模拟更张站2002～2015年的径流过程.结果表明,校正后的降水数据提高了径流模拟的精度,且基于空间分布模式校正的降水数据取得了更优的径流模拟效果,验证期的确定系数在0.70～0.76之间,径流体积相对误差在1.62%～7.87%之间,可见 MSWEP在尼洋河流域具有较高的适用性.研究结果可为与尼洋河流域水文气象条件相近但资料稀缺地区的降水和水文模拟等提供参考.

    尼洋河流域缺资料地区MSWEP卫星降水产品SRM融雪模型

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    FY-4A和GPM卫星降水数据在新安江水库流域的适用性

    赵新华陈建何宇杨波...
    39-43页
    查看更多>>摘要：为对比评估GPM和FY-4A卫星降水数据在新安江水库流域的适用性,利用2012～2022年站点面雨量小时数据、GPM的Late Run日值降水数据和2018～2022年FY-4A卫星AGRIL2级降水数据,选用7个评价指数对降水量误差、降水量时间演变特征、不同等级降水事件探测能力和强降雨过程准确性等多个方面进行了综合评估.结果表明,GPM和FY-4A面雨量与站点面雨量在日尺度和月尺度上一致性较好,2020年开始FY-4A面雨量数据更加精准.GPM和FY-4A面雨量存在不同程度的低估,在4～9月对降水日数的命中率较高.GPM对不同等级降水过程的识别能力、准确率和判断水平均优于FY-4A,但随着降水强度的增加两者差异减小.FY-4A对大雨、暴雨和大暴雨的观测更精准.强降水过程中,FY-4A与站点小时值面雨量一致性较好,能精确反映实际面雨量的时间变化;其面雨量峰值多提前1 h,对相邻面降雨量峰值的初次降水峰值存在高估,对二次降水峰值存在低估,可为水库调蓄预报预警提供依据.

    新安江水库流域GPMFY-4A精度评估适用性分析评价指数

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    基于MIKE+的南昌市朝阳片区内涝定制化动态模拟软件开发

    袁翼潘郴杨长河吴雪军...
    44-49页
    查看更多>>摘要：对于管理决策者而言,目前普遍使用的城市内涝动态模拟软件均存在学习成本大、操作不方便且展示结果繁多等问题,为降低模拟软件的使用门槛、简化其操作方式并突出重点结果的展示,以南昌市朝阳片区为例,利用 MIKE+综合水模拟软件构建了研究区域的城市内涝耦合模型,在此基础上使用 Axure、Vue3、JavaScript等软件为管理决策者设计开发出一套具有定制化功能设计、结果展示的城市内涝动态模拟软件.实例应用结果表明,该软件在功能实现、模拟精度、结果展示及运行稳定性方面均达到了预期目标,且操作方式遵循易用性原则,便于管理决策者使用,可有效辅助制定防汛排涝策略,提高了南昌市内涝风险管理数字化水平,并可为其他地区提供借鉴.

    城市内涝MIKE+耦合模型定制化软件开发

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