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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张梦凡 丁兵兵 贾国栋 余新晓
【目的】本研究旨在探究TCN-BiLSTM耦合模型与传统LSTM模型在径流模拟预测中的性能，为洪水风险管理和区域水资源规划提供准确有效的径流预测模型。【方法】以北洛河流域为研究区，基于双向长短期记忆网络（BiLSTM）和时域卷积网络（TCN）建立一种新的径流预测耦合模型TCN-BiLSTM。利用相关性分析，筛选预测径流的输入因子，确定4种不同的输入方案应用于TCN-BiLSTM耦合模型和传统LSTM模型，每个模型分别预测1、2、3 d的径流量。采用平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和拟合优度（R~2）来评估模型的预测性能。【结果】（1）TCN-BiLSTM耦合模型整体预测性能优于LSTM模型，TCN-BiLSTM模型R2达到0.91，高于LSTM的0.89。相比于LSTM,TCN-BiLSTM对于峰值和突变点的捕捉能力更强，对于波动大的复杂数据预测效果更优；（2）在针对未来1～3 d径流量预测中，随着预见期的延长，4种方案下TCN-BiLSTM和LSTM模型的预测效果均有所下降，相较于预测1 d，预测3 d的TCNBiLSTM和LSTM模型的R2分别平均下降了0.17和0.14,RMSE分别平均增大了4.59和4.40,MAE分别平均增大了1.26和1.31;(3)在4种输入方案里，日累积降水量和日径流量作为输入变量时，模型的预测效果最好。降水数据的加入使得TCN-BiLSTM和LSTM模型相较于单一日径流数据作为输入变量时，1、2、3 d径流量预测的R~2分别提高15%、14%、6%和18%、14%和1%。【结论】TCN-BiLSTM耦合模型和LSTM模型R~2均能达到0.85以上，TCN-BiLSTM模型R~2较LSTM提高了2%。对比来看，TCN-BiLSTM模型在拟合洪水过程中表现更为优异，对于汛期的预测性能优于非汛期。输入变量对模型的影响较大，有效且高质量的气象数据能够提高模型的预测性能。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
张鸿雪 畅建霞 张连鹏
【目的】分析北洛河流域未来径流变化趋势，为该流域水资源管理与可持续利用提供理论依据。【方法】基于美国国家环境预报中心（ＮＣＥＰ）再分析资料和北洛河流域７个气象站的历史降水及蒸发资料，采用逐步回归法建立统计降尺度模型，在ＢＣＣ－ＣＳＭ１．１的２种不同情景（ＲＣＰ４．５和ＲＣＰ８．５）下，模拟未来时段的降水、蒸发情况，结合ＴＯＰＭＯＤＥＬ得出未来的模拟径流。【结果】２种情景下，未来４个时期年平均降水均高于基准期值（除了ＲＣＰ８．５情景下的２０３０Ｓ），年平均蒸发量均高于基准期值（除了ＲＣＰ４．５情景下的２０４０Ｓ）；除了ＲＣＰ４．５情景下２０１５－２０２０年的冬季径流平均值（０．９８亿Ｍ３）略低于．．．
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
樊晶晶 黄强 刘登峰 王义民
【目的】研究气候变化和人类活动对北洛河径流变化的贡献，分析径流变化的主要驱动因子，为北洛河流域水资源的合理利用提供决策依据。【方法】以北洛河流域１９５６－２０１１年共５６年的降水量以及实测、还原径流深序列为研究对象，采用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ法、径流系数法、降水－径流双累积曲线法进行变异点诊断，量化分析气候变化、下垫面变化和其他人类活动对径流变异的贡献率。【结果】北洛河流域１９５６－２０１１年降水量变化不明显，但还原径流深呈现出不显著增加趋势，变异点出现在１９６４和２００１年。以变异点为分界点，将第一阶段（１９５６－１９６３年）作为下垫面Ⅰ，第二阶段（１９６４－２０００年）作为下垫面Ⅱ建立降．．．
[期刊] 地理科学进展
[作者]
胡庆芳 曹士圯 杨辉斌 王银堂 李伶杰 王立辉
论文基于2003—2014年水文资料,采用长短期记忆神经网络(Long-Short Term Memory,LSTM),构建了汉江上游安康站日径流预测模型,评价了不同输入条件下日径流预测的精度。结果表明:当预见期为1 d时,在仅以安康站前期日径流量作为输入的条件下,LSTM模型在训练期和检验期的效率系数分别达到0.68和0.74;如再将流域前期面雨量和上游石泉站前期日径流量加入LSTM网络作为输入变量,安康站日径流量预测效果将更好,训练期和检验期的效率系数最高可达到0.83和0.84,均方根误差也有显著削减,且对主要洪峰流量的预测能力也有一定提高。此外,LSTM可以有效避免过拟合等问题,具有较好的泛化性能。但当预见期从1 d延长至2、3 d时,LSTM的预测精度显著降低。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
杨桂莲,郝芳华,刘昌明,张雪松
SWAT是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型,它能够利用GIS和RS提供的空间数据信息,模拟复杂大流域中的径流成分。本文应用SWAT模型对基流进行模拟,分别采用1992～1996年和1997～1998年洛河流域卢氏水文站逐年、月实测径流资料进行模型校准和验证,确定模型的敏感性参数:径流曲线数、地下水再蒸发系数、土壤蒸发补偿系数和植物蒸发补偿系数;并借助滤波技术对实测径流进行基流分割。将滤波分割的基流与SWAT模拟值进行对比,采用线性回归系数(R2)和Nash-Suttclife模拟系数(Ens)对SWAT模型进行评价,其结果月基流R2为0.76,Ens为0.75,模拟精度较高。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
马盼盼 白涛 武连洲 黄强
【目的】建立径流短期预测的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型，以提高预测精度，进而为黄河源区水资源开发和工程规划提供参考。【方法】以黄河源区出口站军功水文站为研究对象，以ANFIS为基本方法，建立ANFIS日尺度径流预测模型。基于输入变量、训练次数、隶属度函数类型与数目、预见期等参数设置了9个方案，通过实测径流与预测径流的对比和评价指标（均方根误差RMSE、相关性系数R）验证确定最佳方案，并分析不同参数对预测结果的敏感性，获得基于最优参数的ANFIS模型。【结果】采用神经网络+Sugeno型模糊推理
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
孙新新 莫淑红 沈冰 刘敏 李亚娟
径流预测在区域水资源规划中发挥着重要作用。基于径流过程不确定性、不精确性的特点,利用资料系列的均方差方法把径流序列分为不同的状态。在此基础上,采用统计方法,建立转移概率矩阵,以规范化的各阶自相关系数为权重,用加权的马尔可夫模型预测径流状态,并根据模糊集理论中的级别特征值预测径流量。最后把改进后的马尔可夫预测模型应用于宝鸡市的渭河径流丰枯状态及年径流量的预测中。1998￣2000年径流量预测的相对误差分别为3.64%,7.50%和1.00%,结果较好。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
孙惠子 粟晓玲 昝大为
【目的】研究最优的枯季径流预测模型,为流域水资源管理提供依据。【方法】建立基于差分自回归移动平均(ARIMA)、人工神经网络(ANN)和多元线性回归(MLR)3个单项模型的简单平均组合和最优加权组合预测模型,并将单项预报模型和组合模型应用到石羊河流域支流西营河的枯季径流预测中,采用相关系数、确定性系数以及均方根误差对各模型预测精度进行比较。【结果】单项预测模型中,仅ARIMA模型通过了确定性系数检验;最优加权组合模型的预测精度较简单平均组合模型高;组合预测模型中,仅ARIMA-MLR和ARIMA-ANN最优加权组合模型的确定性系数高于所有单项预测模型。【结论】最优加权组合模型的精度不但取决于各...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王义民 张珏
【目的】揭示径流时间序列变化规律并进行预测,为水库调度提供指导。【方法】针对径流时间序列的非线性特点,利用重构相空间的嵌入维数确定神经网络的结构,建立了基于混沌相空间重构的径流量预测BP网络模型,并利用该模型对位于陕西省汉江上游的石泉水文站的径流时间序列进行了预测。【结果】实例计算结果表明,石泉水文站月平均流量的时间序列具有混沌性,最大嵌入维数为12,依此构建的BP神经网络收敛速度快、预测精度较好。【结论】利用重构相空间中的最佳嵌入维数,可合理确定BP神经网络的输入层节点数。
关键词：
混沌径流时间序列 径流预测 神经网络
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
姜淞川 陆建忠 陈晓玲 刘子旋
水文预报及其径流变化趋势预测能够为防汛工作提供辅助决策,是水库调度兴利的重要手段.与传统分布式水文模型相比,利用长短期记忆网络(LSTM)建立降雨径流预报模型具有简单可行和精度较高的优点.该文以鄱阳湖抚河流域为研究对象,采用抚河流域的降雨和径流数据分别作为模型驱动数据和标签数据,通过LSTM网络实现抚河流域的径流模拟工作.结果表明:在使用气象站数据建立的日尺度径流模拟模型中,模拟结果与实测值相关性均达到0.9以上,偏差在±5%以内,模型表现非常好;在使用TRMM数据建立的月尺度模型中,整体模拟结果与实测值相关性在0.9以上,整体偏差在±5%以内,模型表现优秀.
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
黎云云 畅建霞 金文婷 郭爱军 王东林
【目的】研究SWAT模型在渭河流域水文循环过程模拟上的适用性,为渭河流域时空径流响应研究奠定基础。【方法】依据林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站,将渭河流域划分成5个子区间,基于SWAT分布式水文模型,对各子区间1978-1982年和1983-1986年的月径流过程分别进行校准和验证,并对各分区径流模拟结果的合理性进行分析。【结果】渭河流域各水文站月模拟流量过程与实测流量过程均拟合较好,校准期林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站的相关系数分别为0.73,0.81,0.86,0.79,0.79
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴恒卿 刘赛艳 黄强 张节潭 黎云云
【目的】采用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型模拟大通河流域径流,为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据。【方法】根据大通河气象水文、地形、土地利用、土壤类型等基础数据,以相对误差(Re)、线性拟合系数(R2)以及纳什效率系数(Ens)作为模型评价标准,研究SWAT模型对大通河流域径流的模拟效果。【结果】大通河流域月径流SWAT模拟值与实测值吻合较好,模型校准期(1978-1982年)和验证期(1983-1986年)的线性拟合系数、月径流相对误差以及纳什效率系数分别为:0.70,0.95%,0.69和0.69,-13.96%,0.68,表明SWAT模...
关键词：
大通河 径流模拟 SWAT模型
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
武晟 解建仓 汪志荣 王少波
以绿地为下垫面,分析了覆盖度等因素对径流系数的影响。结果表明:覆盖度低于80%时,草地的下渗能力较小,高于80%时显著增强,径流系数与覆盖度成非线性关系。为了准确预测绿地的产流量,根据多种影响因素与径流系数构成的多维非线性关系,提出采用-ε支持向量回归机建立绿地径流系数的预测模型,与LM-BP神经网络预测模型进行了比较。结果证明:-ε支持向量回归机建立的径流系数预测模型具有泛化能力强和预测精度高的特点,为城区绿地产流量的预测提供了新的计算方法。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
黄巧玲 粟晓玲 杨家田
【目的】将小波变换与支持向量机结合，构建小波支持向量机回归模型（ＷＳＶＲ），并用其对日径流进行预测，为水库调度提供参考依据。【方法】利用径流时间序列中包含的大量信息，通过小波变换将径流时间序列分解成不同分辨率水平的子序列和近似序列，通过相关性分析选取有效子序列与近似序列相加得到的新序列作为支持向量机回归模型的输入，建立小波支持向量机回归耦合模型，以泾河流域张家山站的日径流为研究对象，利用均方根误差（ＲＭＳＥ）、平均绝对误差（ＭＡＥ）、确定性系数（ＤＣ）、相关系数（Ｒ）及相对误差（ＲＥ）作为评价指标对模型预测精度进行评价。【结果】利用所建立的小波日径流支持向量机模型对张家山站日径流的预测结果显示．．．
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张利平 陈小凤 张晓琳 宋星原
结合GIS与RS技术的分布式水文模型已成为当今水文界研究的重点。从气象与水文水资源学科交叉的角度对分布式水文模型VIC模型与SWAT模型进行研究,并将其应用于白莲河流域,以此探讨该模型在中小流域的适用性。模拟结果表明,VIC模型与SWAT模型在白莲河流域率定期与检验期的模拟效果相差很小。SWAT模型的效率系数与相关系数略高一些,SWAT模型的模拟效果比较平均,每年相差不大;但VIC模型在1995年和1999年模拟效果明显好于其它年份,尤其在2002年,VIC模型模拟的洪峰与实测的相差较大,从而影响总体的效率系数偏低,而SWAT模型模拟的更接近实测值。研究结果表明两种模型对于我国中小流域的径流模...
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