检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2025年第2期25卷 513-520页

作者：王洁林诚杰梁峰铭季静静谈松林刘宇南京信息工程大学水文与水资源工程学院南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京210044

机器学习模型因其强大的特征提取能力被广泛应用于滑坡易发性评价,在应用中其算法在不断改进。为解决常见机器学习模型中精度不高的问题,将分组卷积神经网络模型(group convolutional neural network,GCNN)引入滑坡易发性评价,并与多种... 详细信息

机器学习模型因其强大的特征提取能力被广泛应用于滑坡易发性评价,在应用中其算法在不断改进。为解决常见机器学习模型中精度不高的问题,将分组卷积神经网络模型(group convolutional neural network,GCNN)引入滑坡易发性评价,并与多种常见机器学习模型结果进行对比分析,综合评估不同机器学习模型在滑坡易发性评价的适应性。以河北省为研究区,从致灾因子、孕灾环境、承灾体这个3个方面出发,共选取16个影响因子,选择GCNN模型和目前常见的机器学习模型——卷积神经网络模型(convolutional neural network,CNN)、逻辑回归模型(Logistic)、随机森林算法模型(random forest,RF)和支持向量机模型(support vector machine,SVM)构建出相应的易发性评价模型,将研究区划分为4类滑坡易发性区域,并对区划的精确性进行综合评价。研究表明,与其他4种机器学习模型相比,GCNN模型在各混淆矩阵指标下拥有更高评分,更适合进行滑坡易发性区划,得到的滑坡易发区划结果与实际发生滑坡点的一致性较好,划分的滑坡灾害易发区更加准确。

关键词：机器学习分组卷积神经网络模型适应性评价滑坡易发性评价

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基于长序列遥感降水融合数据集的黄河源气象干旱特征研究

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大气科学学报 2025年第1期48卷 49-61页

作者：成硕黄曼捷余文君庄稼成星寅聪严海文李艳忠赵林南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044

遥感降水产品可为气象干旱精准监测提供近实时、多时空分辨率的降水数据,但其性能易受复杂地形和极端气候的影响,基于机器学习的多源数据融合方法为提高复杂地形和偏远地区遥感降水产品精度和干旱监测能力提供了新思路。基于此,本研究... 详细信息

遥感降水产品可为气象干旱精准监测提供近实时、多时空分辨率的降水数据,但其性能易受复杂地形和极端气候的影响,基于机器学习的多源数据融合方法为提高复杂地形和偏远地区遥感降水产品精度和干旱监测能力提供了新思路。基于此,本研究以资料稀缺的黄河源为研究区,利用随机森林(random forest,简称RF)方法生成了黄河源区长序列(1983—2018年)高精度的格网降水数据集,并基于该数据集利用标准化降水指数(standardized precipitation index,简称SPI)和游程理论方法识别气象干旱事件,阐明融合降水产品数据集对气象干旱事件特征的捕获能力。结果表明:1)基于机器学习的降水融合数据集在站点尺度性能方面优于3套原始遥感降水产品,能较理想地捕获降水的年内和年际波动;2)黄河源降水和4个时间尺度的SPI(SPI1、SPI3、SPI6和SPI12)均呈显著增加趋势(通过0.05信度的显著性检验),表明近36年黄河源区降水增加,气象干旱趋缓;3)降水突变点发生在2006年,2006年前的平均干旱事件历时长、烈度强和极值大,但2006年后干旱事件特征趋缓;空间分布上,源区西北部干旱历时和烈度较高,东南部干旱强度和极值较高。

关键词：标准化降水指数气象干旱融合降水黄河源区

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考虑误差异分布的赣江流域径流概率预报

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水文 2025年

作者：蒋晓蕾沈静郭洛夫杰罗凤春付晓雷梁忠民扬州大学水利科学与工程学院水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京信息工程大学河海大学水灾害防御全国重点实验室河海大学

以赣江流域为研究对象，基于CN05.1降水数据和SWAT（Soil and Water Assessment Tool Model）模型，进行确定性径流预报，在此基础上，分析预报误差规律，采用考虑误差异分布的HRD（Heterogeneous Residual Distribution）方法，通过误... 详细信息

以赣江流域为研究对象，基于CN05.1降水数据和SWAT（Soil and Water Assessment Tool Model）模型，进行确定性径流预报，在此基础上，分析预报误差规律，采用考虑误差异分布的HRD（Heterogeneous Residual Distribution）方法，通过误差标准化模块和高斯变换模块消除流量对误差的影响，构建高斯误差的时间序列关系，估计误差的概率分布，进而实现径流概率预报。通过1963—2013年水文气象数据分析表明：（1）SWAT模型在外洲站的日径流模拟纳什效率系数在0.84以上，洪量误差和年平均洪峰误差均在10%以内，模拟精度较好；（2）HRD模型能够考虑流量级别对预报误差的影响，提供合理的概率预报结果，预报区间的覆盖率判定系数在0.66以上，且中位数预报和均值预报均优于SWAT模型预报结果，基准系数在0.64以上。研究可以为高精度径流预报提供新的思路，对流域水资源管理和防洪减灾具有重要的理论和实践意义。

关键词：赣江流域径流概率预报误差异分布性

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基于CMIP6模式降水的河北省滑坡灾害风险变化预测研究

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中国农村水利水电 2025年第1期 201-208,214页

作者：林诚杰王洁梁峰铭季静静谈松林刘宇南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044

为探究未来气候变化下河北省滑坡灾害发生的变化规律,从而对防灾减灾的统筹规划提供科学的依据,使得人们更能规避滑坡灾害带来的危害风险,运用ENMeval算法(Ecological Niche Modeling evaluation Algorithm,ENMeval)对最大熵模型(Maximu... 详细信息

为探究未来气候变化下河北省滑坡灾害发生的变化规律,从而对防灾减灾的统筹规划提供科学的依据,使得人们更能规避滑坡灾害带来的危害风险,运用ENMeval算法(Ecological Niche Modeling evaluation Algorithm,ENMeval)对最大熵模型(Maximum Entropy Model,MaxEnt)进行优化,基于调查、收集到的860个滑坡灾害点和影响灾害的11个因子,在探讨主要影响因子的基础上进行滑坡灾害风险评估,并结合未来(近期:2041-2060年、中期:2061-2080年、远期:2081-2100年)三期气候数据的3种辐射强迫情景模式(低等强迫情景:SSP126、中高等强迫情景:SSP370、高等强迫情景:SSP585),预测滑坡灾害潜在风险区的空间分布格局和变化规律。结果表明:(1)经过优化的MaxEnt模型的AUC值(Area Under the Curve,AUC)在0.9以上,说明该模型在预测滑坡灾害潜在风险区方面表现出色。(2)通过优化Maxent模型计算的综合贡献率分析,确定影响滑坡灾害的主要因子依次为:最湿季度降水量、最湿月降水量、高程和降雨量季节变异系数,这表明降水相关的因子是影响滑坡发生的最主要因素。(3)对14个CMIP6气候模式(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6)数据进行综合评估,得出BCC-CSM2-MR在降水方面相比其他气候模式,具有最优的模拟能力,其次是CMCC-ESM2和ACCESS-CM2。(4)在未来气候强迫情景下,滑坡灾害低风险区面积均有所下降,中、中高、高风险区的面积占比均有所增加,这和未来降水量的变化预测趋势相同。

关键词：滑坡灾害模型优化气候模式风险预测

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贵仁模型云在湄公河流域适用性评估

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水电能源科学 2025年第1期43卷 10-14页

作者：季通焱杨鹏鑫包红军李艳忠黄鹏年南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024 中国气象局水文气象重点开放实验室北京100081 国家气象中心北京100081

贵仁模型云为一套完全国产的模拟平台,现已广泛应用,但在国际河流研究和应用较少。基于此,分析了湄公河流域水文要素的时空特征,采用Mann-Kendall法计算了各要素趋势的显著性水平,评估了贵仁模型云在湄公河流域的适用性,并通过去趋势处... 详细信息

贵仁模型云为一套完全国产的模拟平台,现已广泛应用,但在国际河流研究和应用较少。基于此,分析了湄公河流域水文要素的时空特征,采用Mann-Kendall法计算了各要素趋势的显著性水平,评估了贵仁模型云在湄公河流域的适用性,并通过去趋势处理和相对贡献率法量化了降水和潜在蒸散发变化对径流的贡献。结果表明,1979~2014年间,湄公河流域的降水和潜在蒸散发变化趋势不显著,但径流呈显著下降趋势。贵仁模型云在各去趋势情景中对湄公河流域径流的模拟效果良好。此外,在湄公河流域中,降水变化是影响径流变化的主导因素,而潜在蒸散发的影响较为次要。研究结果有助于理解湄公河流域径流变化及其特征,同时扩展了贵仁模型云的适用范围。

关键词：贵仁模型云湄公河流域径流模拟相对贡献

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基于土壤水分数据同化的降雨型滑坡预警

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水文 2025年第1期45卷 53-60页

作者：蔡雨菲邵伟马燮铫董建志张永根倪钧钧杨宗佶南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 天津大学地球系统科学学院天津300072 东南大学交通学院江苏南京211189 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

在土壤水分数据同化及滑坡预警中,土壤水力参数的反演显著影响模拟结果的准确性。将窗口粒子滤波(PBS)数据同化方法与基于Rosetta传递函数的土壤水力参数初始化方法(Rosetta方法)相结合,并通过虚拟算例和实际案例评估PBS-Rosetta在提高... 详细信息

在土壤水分数据同化及滑坡预警中,土壤水力参数的反演显著影响模拟结果的准确性。将窗口粒子滤波(PBS)数据同化方法与基于Rosetta传递函数的土壤水力参数初始化方法(Rosetta方法)相结合,并通过虚拟算例和实际案例评估PBS-Rosetta在提高参数反演精度及滑坡水文模拟准确性方面的作用。结果表明,PBS-Rosetta在虚拟算例中能够获得准确的后验参数,提升滑坡水文模拟的准确性;在四川省都江堰银洞子沟滑坡堆积体的应用中,PBS-Rosetta成功预警了2018年6月26日发生的泥石流灾害。鉴于PBS-Rosetta在提高参数反演及滑坡水文模拟精度方面的显著作用,建议将其推广应用于降雨型滑坡预警领域。

关键词：降雨型滑坡土壤水力参数土壤传递函数数据同化滑坡灾害预警

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WRF动力降尺度方法在广东近海风资源评估中的适用性分析

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海洋预报 2025年第1期42卷 89-97页

作者：杜梦蛟王臻臻张磊文仁强李华夏静雯辛欣易侃贾天下中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京100038 中国长江三峡集团有限公司广东分公司广东广州510030 宁波市鄞州区气象局浙江宁波315194 南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044

利用WRF模式对ERA5再分析数据进行动力降尺度,获得近海高分辨率的WRF数据,并利用3座测风塔观测数据对WRF高分辨率数据和ERA5再分析数据进行适用性分析。结果表明:WRF模式的风速与观测更为接近,ERA5易低估各层风速;WRF和ERA5对广东近海... 详细信息

利用WRF模式对ERA5再分析数据进行动力降尺度,获得近海高分辨率的WRF数据,并利用3座测风塔观测数据对WRF高分辨率数据和ERA5再分析数据进行适用性分析。结果表明:WRF模式的风速与观测更为接近,ERA5易低估各层风速;WRF和ERA5对广东近海主导风向的再现能力基本一致,且均能反映主导风向;WRF和ERA5风速的时间序列与观测的相关性都很高,均通过99%显著性检验;相较于ERA5,WRF拟合得到的威布尔参数与观测更为接近。因此相较于ERA5,WRF模拟数据更适用于对广东风能资源的评估。利用WRF模拟得到的广东近海风资源空间分布结果表明,广东近海风能密度大(>200 W/m^(2)),有效风速的出现频率高(>0.88),且具有单一或两个主导风向,以上特征有利于广东近海的风能资源开发。

关键词：风能资源适用性评估海上风电 WRF模式

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多源融合降水驱动下的洪水预报适用性评估

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水电能源科学 2025年第3期43卷 17-21页

作者：林诚杰孙彤王洁季静静梁峰铭谈松林刘宇南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 北京师范大学水科学研究院北京100875

为探究不同多源融合降水产品在小流域短历时降水和洪水预报中的模拟性能,以韩村、马村和恭城3个不同气候区的山区小流域为例,利用8个统计指标综合评估了3种多源融合降水产品(AERA5-Asia、CMFD、MSWEP)数据集在日、小时时间尺度上的模拟... 详细信息

为探究不同多源融合降水产品在小流域短历时降水和洪水预报中的模拟性能,以韩村、马村和恭城3个不同气候区的山区小流域为例,利用8个统计指标综合评估了3种多源融合降水产品(AERA5-Asia、CMFD、MSWEP)数据集在日、小时时间尺度上的模拟精度,进一步利用评估降水和实测降水数据驱动改进的SCS-CN水文模型,探究了多源融合降水产品在不同气候区洪水预报中的适用性。结果表明,3种降水产品在日降水尺度的模拟均优于小时尺度,且AERA5-Asia和CMFD表现较优,其中AERA5-Asia在日和小时尺度上捕获降水的性能较好,对小雨的模拟效果最好,而CMFD对大雨及其以上量级降水反演精度更高,MSWEP与实测降水一致性较差且偏离较大,倾向于高估小雨、低估大雨的趋势;在径流模拟方面,3种降水产品对高、中洪水的模拟效果优于低洪水,且AERA5-Asia和CMFD对高洪水的洪峰模拟结果优于实测降水,研究结果可为中小流域降水融合改进及洪水预报提供参考。

关键词：多源融合降水 SCS-CN水文模型模型改进精度评估洪水预报

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太湖梅梁湾浊度对风值的时滞性响应研究

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中国环境科学 2023年第6期43卷 3141-3149页

作者：渠姗王健健袁媛南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044

基于野外高频同步观测数据,采用风值来定量表征风向风速变化,并利用广义相加模型(GAM)揭示太湖表层和底层浊度对单独风速、综合风值的滞后效应.结果表明:小风状态下(风速<4m/s或风值<3),太湖梅梁湾的浊度较低,随着风速增加,浊度... 详细信息

基于野外高频同步观测数据,采用风值来定量表征风向风速变化,并利用广义相加模型(GAM)揭示太湖表层和底层浊度对单独风速、综合风值的滞后效应.结果表明:小风状态下(风速<4m/s或风值<3),太湖梅梁湾的浊度较低,随着风速增加,浊度呈持续性增长;随着风值增加,前期浊度呈增长趋势后期逐渐呈平缓趋势;风向的短期变化对浊度的影响较小,单向风的长时间累积对浊度影响较大;表层浊度对单独风速的滞后响应时间是5h45min、对风值的滞后响应时间是1h;而底层浊度对风速和风值的滞后时间分别为7h和2h;说明浊度对风速和风向均存在一定的延迟效应,随着水深的增加,由于地形等其他因素的影响,湖流存在一定垂向切变,风向对浊度变化的影响逐渐减小.该研究结论揭示仅仅研究风速对浅水湖泊的生态系统的影响存在一定不足,风向的影响不容忽视.同时考虑风向和滞后效应的双重作用对富营养化模型精度的提高有着重要影响.

关键词：太湖风值浊度滞后效应 GAM

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江淮流域梅雨降水特征及影响因素分析

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水利水电技术(中英文) 2025年第3期56卷 15-29页

作者：张洁杨秀芹滑申冰刘晓琳姚德贵李哲朱德华南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450000

【目的】梅雨是东亚特有的天气现象,梅雨期间的降水情况影响着夏季旱涝灾害的形成及发展,对社会经济造成严重的损失。因此需要对江淮流域梅雨期降水特征及影响因素进行分析,为该地区旱涝灾害预警提供参考。【方法】基于江淮流域239个站... 详细信息

【目的】梅雨是东亚特有的天气现象,梅雨期间的降水情况影响着夏季旱涝灾害的形成及发展,对社会经济造成严重的损失。因此需要对江淮流域梅雨期降水特征及影响因素进行分析,为该地区旱涝灾害预警提供参考。【方法】基于江淮流域239个站点1961—2020年日降水资料、全球海表温度、Nino3.4指数和水汽通量资料,分析近60 a江淮流域梅雨期无雨日和特大暴雨频次,通过正交经验函数分析法(EOF)分析江淮流域梅雨期的降水特征及其与海温和水汽通量的关系。【结果】1961—2020年江淮流域梅雨期多年平均无雨日数由南向北递增分布,并且在江淮区(Ⅲ区)呈显著的增加趋势;期间累计发生特大暴雨47次,且梅雨期间各日期日降水量达特大暴雨等级的站点个数有显著的上升趋势。通过EOF分析得出江淮流域梅雨期降水空间分布类型主要有两种,第一模态呈现全流域降水变化趋势一致性,且呈显著的增加趋势,第二模态流域降水呈南北反相分布特征。【结论】江淮流域梅雨期局部地区无雨日数及达特大暴雨等级降水量的站点个数的增多需引起关注;Nino3.4指数出现较高(低)值的次年,江淮流域梅雨期降水的偏多(少)。江淮流域梅雨期降水的变化与热带印度洋、热带中东太平洋、热带大西洋海区在前期冬季、春季和同期的海表温度异常有显著正相关,即当这些海区海温为正异常时,江淮流域梅雨期降水往往偏多;反之,则偏少。影响江淮流域梅雨期降水的水汽输送主要来自孟加拉湾、南海和西太平洋副热带高压西侧,6月南海和西太平洋水汽输送汇合形成强烈的水汽通量带,到了7月,水汽通量带因南海和孟加拉湾水汽输送的汇合而进一步增强。

关键词：江淮流域梅雨 EOF分析海温水汽输送降水气候变化影响因素

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