融合相空间重构和深度学习的径流模拟预测     

师鹏飞  赵酉键  徐辉荣  李振亚  杨涛  冯仲恺 《水科学进展》2023,(3):388-397

发展对数据依赖程度低、快捷实用和精准的模拟预报技术,可为资料缺乏地区径流模拟预测提供有效的解决办法。从数据驱动的角度,提出一种融合相空间重构(PSR)和长短期记忆神经网络(LSTM)的径流预测复合模型PSR-LSTM,在国内外不同气候分区的10个流域(站点)进行验证。结果表明：PSR-LSTM能够提取水文变量的多维子空间特征,并较好预测不同时间尺度的径流变化过程;相较于LSTM,PSR-LSTM预测未来1、3、5、7、9时间步长的纳什效率系数在10个流域平均提高1.49%～9.77%,均方根误差平均降低17.01%～19.72%,对训练数据量的依赖程度相比LSTM降低25%～33%。研究成果可为广大资料短缺流域水文过程模拟和预测提供参考。  相似文献   

四川盆地典型农业区土壤中铜、钴、钼和锌的空间分异及其影响因素     

袁余洋  刘属灵  雒昆利  刘永林  唐晔 《高校地质学报》2022,28(4):506-515

为定量化分析地理因子对土壤中铜（Cu）、钴（Co）、钼（Mo）和锌（Zn）空间分异的影响,作者采集和测定了四川盆地长寿之乡江津区156件表土样品,综合运用数理统计、地统计和地理探测器等方法,分析表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空间分异特征及其驱动因子。表土中Cu、Co、Mo和Zn均值分别为27.0×10^-6、18.5×10^-6、0.4×10^-6和216.8×10^-6,分别是中国土壤背景值的1.19倍、1.45倍、0.20倍和2.17倍。研究区表层土壤中Cu（36.6%）、Co（16.9%）、Mo（51.7%）和Zn（89.4%）变异系数都呈中等变异,但Zn和Mo的空间分布不均匀性更加显著。总体上,江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn含量在北部相对较高,而南部地区相对较低。土壤中Fe和Mn及成土母岩和土壤类型分别是影响江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn空间分异的主控驱动因子,但影响程度不一。总体上,Fe和Mn的独立及交互作用最高,对江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空间分异起到重要作用。  相似文献   

关于利用流速面积法计算实测流量最优模型的论     

邓伟奇  罗秋瑾 《水文》2022,42(2):25-29

国内外利用流速面积法计算实测流量的常见的几种方法普遍都存在精度不高的问题,并由此造成了系统偏差。对此有学者提出了新的计算方法,虽然和其他方法相比较,可以极大程度地减少误差,但其研究结果缺乏理论支撑,仅限于一种猜想。本文对其方法的合理性给出了严格的数学证明,不仅证实了学者所提出的计算实测流量公式的确是现行的四种权重参数模型中最优的,而且还将其局部最优范围进行了重大推广,即权重参数由有限多个点处扩大至区间情形,这对我国目前的流量观测计算具有重要的指导意义。  相似文献   

不同类型表层岩溶泉水源划分及对降雨的响应     

黄荣  王发  陈洪松  付智勇 《水文》2022,42(3):20-26

表层岩溶泉的水文水化学特征是认识岩溶含水介质结构的重要手段。基于泉域水文地质调查,2018年对广西环江木连小流域内降水和泉水流量及电导率进行监测,利用端元模型与电导率频率分布分析方法,解析表层岩溶泉径流来源及对降雨的响应特征。结果表明：（1）年尺度上,受驱替作用排泄的水流分别占季节泉、常流泉总径流的32.3%和23%;(2)次降雨过程季节泉和常流泉径流均以驱替含水层中未联通的“旧水”为主,强降雨条件下存在的雨水稀释现象仅约占3.6%;(3)季节泉在次降雨过程中受多重水流补给且对降雨响应敏感,其中管道流和壤中流分别占23%、34.2%,以基质或岩溶裂隙释放的重力水流仅占10.5%,导致持续供水能力较差;（4）常流泉补给来源单一,次降雨过程中主要受到以基质或岩溶裂隙排泄的重力水补给（77%）,具有较高的有效涵养地下水资源功能及供水可持续性能力。  相似文献   

洪水递减指数及其在洪水过程设计中的应用研究     

张金良  盖永岗  李超群  沈洁 《水文》2022,42(3):8-13

基于暴雨公式的思想,定义了指数型时段平均洪水流量公式,经公式推导提出洪水递减指数的概念,研究总结了洪水递减指数的分析计算方法,可将其移用至无实测流量资料小流域设计洪水过程线的推求,并选取窟野河上游的乌兰木伦河流域进行了应用示例。结果表明该方法合理可行,为无资料地区设计洪水过程线的推求提供了新思路。  相似文献   

基于时间卷积网络的地震波阻抗反演          下载免费PDF全文

王德涛  陈国雄 《地球科学》2022,47(4):1492-1506

近些年来,深度学习网络的兴起极大地推动了人工智能技术在地震数据处理、反演以及解译等领域的应用.地震波阻抗反演是石油地震勘探领域的一项关键技术,其反演精度在圈定油气储层构造中起到非常重要的作用.提出了一种基于数据驱动时间卷积网络（temporal convolution network,TCN）模型的地震波阻抗反演方法,旨在无需建立初始反演模型,直接利用工区的少量测井标签数据,以地震振幅数据为输入,将波阻抗反演转化为时间序列建模任务,最终输出地下模型的阻抗信息.采用Marmousi2数据集对基于TCN的波阻抗反演模型进行训练、验证和测试,结果显示,在测试集上该模型预测结果的皮尔逊系数和决定系数分别达到97.92%和95.95%,并对远离训练区域的波阻抗信息预测有着良好的泛化性,且在预测时间和预测精度等方面都要明显优于前人的相关研究工作.上述结果表明,TCN时间序列深度学习模型在复杂地层波阻抗反演中具有一定优越性和应用前景,为地震波阻抗反演提供了新思路.   相似文献   

海上顶部双驱动联动隔水管钻探取心技术          下载免费PDF全文

张会寅  田烈余  林康  郭武  李占钊  杨楠  王世栋 《探矿工程》2022,49(6):110-115

我国南海海域分布着大量礁灰岩地层,这种地层具有原生孔隙大、压缩性强、容易变形、强度小等特点,因此易渗透、易破碎、易坍塌。在岛礁上钻探也常常出现断钻、垮孔、埋钻等事故。对于海洋礁灰岩地层钻探,不仅要克服陆地上面临的问题,还需要面对更为复杂的海洋环境。为解决海上特殊地层取心困难问题,基于船载无隔水管钻探系统,开发了海上顶部双驱动联动隔水管钻探取心技术。该钻探取心技术方案在西沙海域4个不同的站位进行了海洋钻探试验。试验结果表明,该技术可实现高效率、高岩心采取率的海上礁灰岩取心目的,取心深度可达130.75 m,具有广阔的推广前景。  相似文献   

泥水盾构泥水仓泥浆压力控制模型研究     

周中  陈云  刘撞撞 《岩土力学》2022,(S1):286-292+300

目前隧道施工过程中泥水盾构施工参数多根据现场施工经验调整,缺乏系统的模型泥水盾构施工参数与泥浆压力大小之间的理论计算模型。通过对泥水平衡盾构的类型和工作原理进行细致的研究分析,提出盾构掘进过程中各施工参数需满足的关系式,并以此建立了泥水盾构泥水仓泥浆压力控制模型,得到了泥水盾构可控施工参数直接量化控制泥水仓泥浆压力的计算方法,并提出泥水仓内的泥浆需要满足盾构施工泥浆渣土悬浮和输送能力的要求,推导了泥水盾构掘进速度与进浆流量的关系式。研究结果表明,泥水仓泥浆压力随着进浆流量及盾构掘进速度的增大而增大,随着排浆流量的增大而减小。结合长沙地铁6号线泥水盾构施工工程,通过实例仿真计算,验证了此计算模型的有效性。研究成果为泥水平衡盾构泥水仓泥浆压力控制的研究提供了理论基础。  相似文献   

ERA-Interim和CMFD气象驱动数据在新疆额尔齐斯河流域的适用性评价     

高黎明  张乐乐  沈永平  张耀南  张伟 《冰川冻土》2022,44(1):179-187

气象驱动数据质量是影响流域水文过程模拟精度的一个重要因素。基于新疆额尔齐斯河流域及周边区域8个气象站记录的数据,对ERA-Interim再分析资料和中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）在流域的适用性进行了评价,并对比了ERA-Interim和CMFD气象要素年均值在流域的空间分布。结果表明：ERA-Interim和CMFD记录气温、相对湿度、向下短波辐射和向下长波辐射数据与观测数据具有较高的一致性,但降水和风速数据与观测数据的一致性比较差。小时尺度上ERA-Interim记录的气温、相对湿度、降水量、向下短波辐射准确度略高于CMFD数据,而日尺度上CMFD记录的所有气象要素的准确度均高于ERA-Interim数据,结合Noah-MP模型的模拟结果,认为CMFD数据在新疆额尔齐斯河流域的适用性整体优于ERA-Interim数据。从两种驱动数据获取的流域气象要素空间分布来看,ERA-Interim和CMFD获取的年平均气温、风速、相对湿度、降水量、向下长波辐射在流域空间具有高度一致性,但向下短波辐射空间分布差别较大。  相似文献   

大安市地下水动态变化趋势及驱动因素研究          下载免费PDF全文

张真真  卞建民  李天宇  高月 《水文》2015,35(4):91-96

为研究大安市地下水位的变化特征及其主要控制因素,根据大安市气候因素、引水灌溉水量、地下水开采和地下水埋深等数据资料,分析了环境因素的变化规律及趋势,基于suffer软件利用克里格方法对地下水埋深进行插值,分析其时空演变规律及驱动因素。结果表明,降水量呈波动增加的趋势,平均年降水量增量为0.249mm/a;蒸发量呈波动下降的趋势,平均年蒸发量增量为-2.063mm/a;引水灌溉水量呈增加趋势,平均年灌溉水量增量为0.212×108m/a。潜水埋深呈小幅度减小趋势,年均倾斜率为-0.023m/a,承压水埋深呈波动上升趋势,年均倾斜率为0.146m/a。承压水动态变化的驱动因子由大到小依次为人工开采(主要是农业开采与生活用水)、引水灌溉、降水、蒸发,农业开采是最主要的影响因子。研究结果可为制定完善的水资源调控方案提供理论依据。  相似文献