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期刊信息/Journal information
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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    郑州市暴雨强度公式计算与对比分析

    张金萍王茹玉李志伟
    1-5页
    查看更多>>摘要：为真实客观地反映郑州市近年来暴雨特征变化,进一步优化郑州市暴雨强度公式,选取2000～2022年11个降雨历时的年最大暴雨量,采用最小二乘法、遗传算法、拟牛顿法优化了郑州市暴雨强度公式参数,并与郑州市2002年暴雨强度公式以及2023年暴雨强度公式进行对比分析.结果表明,郑州市暴雨强度公式在指数分布中采用拟牛顿法拟合误差最小,最终确定的优化参数A1 为11.312、C为2.968、b为19.8、n为0.900;在不同重现期暴雨条件下,优化公式相对于2002年公式呈现出完全不同的极值分布情况,即"大的更大、小的更小",而与2023年公式的雨强相差较小;在不同降雨情景管网水力运行特征中,优化公式与2023年公式的模拟结果高度一致,两者在预测郑州市内涝情况整体上具有相似的准确性和可靠性,对城市排水防涝具有一定的指导作用.

    暴雨强度公式年最大值法参数优化IDF曲线管网水力运行特征

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    基于短时序降雨数据的区域设计降雨估计

    朱志华周雯洁
    6-10页
    查看更多>>摘要：为克服传统设计降雨方法对降雨要求高且忽略空间分布等特点,基于ERA5再分析降雨数据,分析东江流域降雨时空分布特征,并选取不同时期的短时序降雨数据耦合RainyDay模型,以推估得到具有时空特征的区域设计降雨,并探讨基于短时序降雨数据推估设计降雨的可行性.结果表明,东江流域时空分布不均匀,空间上流域西南平均降雨量和极端降雨发生概率较大,而时间上有明显的季节性,降雨集中于4～9月;耦合RainyDay模型和短时序降雨数据能较好地反演和推估研究区域的设计降雨,其能够考虑不同重现期下降雨的空间分布特征,克服了传统方法简化空间分布、所需降雨数据时间序列长等缺陷.

    短时序降雨设计降雨RainyDay模型时空分布

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    集合卡尔曼滤波与随机森林算法在异源遥感降水数据同化融合中的应用

    张炜沈明星高成暴瑞玲...
    11-16页
    查看更多>>摘要：为减小异源遥感降水产品的非均质误差,提出集合卡尔曼滤波(EnKF)联合随机森林(RF)的数据同化融合算法,选取长江流域5种遥感降水产品(ERA5、TerraClimate、GPM、TRMM和PERSIANN-CDR),在分析星地降水数据一致性的基础上,进行EnKF-RF数据同化与融合处理,并利用独立气象站点评估其精度.结果表明,异源产品在长江流域降水量捕捉精度为 TRMM＞GPM＞TerraClimate＞PERSIANN-CDR＞ERA5;各产品经EnKF同化后的精度纳什效率系数NNSE增至0.93～0.96,均方根误差RRMSE 降至89.48～176.03 mm,较未同化前的NNSE提升11.46%～22.34%、RRMSE减小96.35%～122.60%;RF融合进一步改进了单一源降水产品可靠性,融合后产品精度NNSE达0.99、RRMSE 为43.56 mm;异源降水数据的EnKF-RF同化融合策略减少了单一源降水产品的误差,在长江流域乃至全球尺度具有较大应用潜力.

    数据同化数据融合多源异构遥感降水产品

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    2001～2020年中国植被NPP对气象干旱的响应特征

    郝岩张舰李保琦赵勇...
    17-21页
    查看更多>>摘要：准确评估中国不同气候区植被净初级生产力(NPP)对气象干旱的响应特征,对于研究区域生态系统碳循环及气候变化有着重要意义.基于2001～2020年的NPP数据和构建的高分辨率标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,采用Theil-Sen斜率估计、Mann-Kendall趋势检验和Pearson相关分析等方法解析全国不同气候区NPP和SPEI的时空变化趋势,探索各气候区NPP对不同尺度气象干旱的响应特征.结果表明,各气候区NPP对气象干旱的响应表现出明显的空间异质性,北方半干旱区和北方半湿润区大部分区域 NPP与SPEI-12呈显著正相关,而西南半湿润区多呈显著负相关,同时北方半干旱区NPP与夏季SPEI-3的相关性相较于与SPEI-12的相关性更为显著;各气候区NPP均与中长期SPEI和年中月份的短期SPEI表现出较高的相关性,但因区域气候条件不同,植被对短期干旱和长期干旱的响应特征均有差异.

    植被NPPSPEI时空变化相关分析中国气候区

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    不同预见期气候指数的干旱可预测性研究

    刘茜元何海张璐刘臻晨...
    22-27页
    查看更多>>摘要：为了探索可靠的干旱过程预测方法,以江苏省为研究区域,在识别历史干旱事件的基础上,提取干旱发生前期大尺度海气相互作用因子,形成0～12个月不同预见期的气候指数,将其分为大气环流类、海温类和大气海温综合类3个类别,分别建立具有0～12个月不同预见期的偏最小二乘回归干旱预测模型,通过模型后预测验证,定量分析干旱前期不同预见期气候指数对季节干旱过程的可预测性.结果表明,0～12个月不同预见期内,干旱同期"大气环流"模型对1994年夏秋季干旱等级预测较好;预见期为0～9个月的"海温"组的模型能预测出2010～2011年冬春连旱的过程变化,且结果稳定;干旱前期9～12个月西太平洋暖池的热力状况及西太平洋副热带高压,在不同预见期的干旱预测模型中均占较大权重,且在3个月预见期的干旱预测模型中所占权重最大,可作为江苏省季节尺度气象干旱的可预测性来源.研究成果可为季节尺度的干旱预测和干旱灾害综合防范提供科学依据.

    季节干旱预测大气环流指数海温指数预见期可预测性

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    基于ERA5再分析数据的伊犁河流域干旱灾害风险评估与区划

    穆振侠田晓杰张玉祥李子龙...
    28-32页
    查看更多>>摘要：依据ERA5再分析数据的分布特点,以0.25°×0.25°的网格为旱灾风险评估的基本单元,从危险性、脆弱性、易损性和防灾减灾能力4个方面选取12个指标,采用AHP-熵值法确定指标权重,对基础数据资料匮乏的伊犁河流域构建干旱灾害风险指数模型,进行干旱灾害风险评估与区划.结果表明,分时段校正后的ERA5再分析降水数据精度显著提高,可用于干旱灾害风险评估;次高、高危险性区域主要分布在研究区西北部和东北部,次高、高脆弱性区域主要分布在海拔较高的山区,次高、高易损性区域主要分布在伊宁市及周边地区,次高、高防灾减灾能力主要分布在研究区西北部,分别占研究区总面积的33.45%、31.04%、16.13%、15.09%;旱灾风险区划图显示,低、次低风险区主要分布在研究区西南部,次高、高风险区主要分布在研究区西北部,分别占研究区总面积的44.69%、22.53%.

    ERA5再分析数据旱灾风险分析风险评估

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    基于长短时记忆网络的山区中小流域降雨径流模拟

    张锦堂任明磊李京兵唐榕...
    33-37页
    查看更多>>摘要：洪水预报是流域防洪减灾的重要非工程措施之一.目前我国中小河流暴雨洪水灾害频发,但应对短历时强降雨的洪水预报能力仍不强.以安徽省东部山区中小流域为研究对象,引入长短时记忆网络建立流域降雨径流模型,探讨其在山区中小流域的洪水模拟效果.结果表明,考虑降雨输入的空间差异可提升深度学习模型降雨径流模拟预测性能,且长短时记忆网络能够取得优于传统人工神经网络的精度;长短时记忆网络模型有效建立了流域降雨与径流间的复杂非线性关系,模型在所选流域内场次洪水的峰值模拟效果较好,训练、测试集场次洪水峰值合格率均在90%以上;长短时记忆网络内部结构特征与流域水文过程具有较好的相似性,对山区中小流域暴雨洪水非线性关系拟合效果突出.

    山丘区长短时记忆网络中小河流降雨径流模拟

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    基于互信息及人工神经网络的降雨-径流预报方法

    王加红陆颖袁旭袁嫄...
    38-42页
    查看更多>>摘要：输入变量空间信息的提取、筛选与输入优化是提高数据驱动水文模型性能的关键环节.为提高数据驱动短期径流预报模型效果,以全国第二届水科学数值模拟创新大赛题目为算例,基于互信息及人工神经网络方法构建降雨-径流水文模型,进行小时尺度径流预报,探讨互信息对人工神经网络模型在降雨-径流预报精度提高上的作用.结果表明,基于互信息及人工神经网络的降雨-径流预报模型模拟精度高,适用性较好,验证期纳什效率系数和相关系数分别为0.94、0.96.互信息方法能够实现径流预报模型的输入优化,避免数据冗余,可为空间信息缺乏流域径流预报因子选择提供新思路.

    数值模拟径流预报互信息数据驱动模型人工神经网络

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    基于GWO-PE-VMD-ResNet组合模型的日径流预测

    程家波姬厚灵陈中举鲍帅...
    43-47页
    查看更多>>摘要：传统"分解-集成"径流预测模型存在预测效率低、忽略分量预测误差等问题,为此提出一种基于灰狼优化算法(GWO)、排列熵(PE)、变模态分解(VMD)和残差网络(ResNet)的预测日径流的组合模型(GWO-PE-VMD-ResNet).首先,构建以排列熵为适应度函数的GWO算法对VMD分解参数进行搜索,减少人为选择参数的不确定性;其次,利用选定分解参数的VMD算法将日径流数据分解为若干分量,降低径流序列的复杂性;最后,建立ResNet径流预测模型,将径流序列分量拼接并调整为符合ResNet模型输入维度的数据,对未来径流进行预测.以长江朱沱、监利和螺山等水文站点为研究对象开展径流预测,结果表明所建模型在预测精度和预测效率上均有明显优势.

    灰狼优化算法变模态分解残差网络日径流预测

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    基于深度信念极限学习机与卷积优化算法的洪水预报方法

    徐军杨张奇伟蔡鹏罗远林...
    48-52页
    查看更多>>摘要：针对洪水峰高量大、汇流时间短以及流域地貌复杂,导致洪水预报难度大和预报精度不理想的问题,提出一种基于深度信念极限学习机(DBN-ELM)和改进卷积优化算法(ICOA)的ICOA-DBN-ELM模型.以渭河上游北道水文站点2006～2020年的日径流数据作为输入数据,并将该模型与 BP、ELM、DBN-BP、DBN-ELM、COA-DBN-ELM模型进行对比.结果表明,所建立的ICOA-DBN-ELM模型有更好的预报精度,在洪水预报领域具有良好的应用前景.

    洪水预报深度信念极限学习机参数优化卷积优化算法

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