《水文》杂志（双月刊）创刊于1956年，是由水利部主管、水利部信息中心（水利部水文水资源监测预报中心）主办，国内外公开发行的我国水文水资源专业学术性科技期刊，是全国中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库来源期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、《中国学术期刊（光盘版）》全文收录期刊、中国期刊网和“万方数据--数字化期刊群”入网期刊。
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2025年第45卷第6期
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基于同位素示踪的场次降雨事件下河道径流组分解析
Abstract:
流域径流组分划分是研究流域水资源形成以及开展流域水资源量评价的重要基础。为深入解析不同降雨事件下河道径流的组分构成与响应特点，以湖南省浏阳河支流宝盖洞流域为研究区，基于2024年7月（大暴雨）、10月（小雨）及2025年3月（中雨）三场典型降雨事件，结合氢氧同位素示踪技术与端元混合模型开展流域河道径流组分划分。研究结果表明：在三场降雨事件中，雨水同位素值均呈明显时程变化，河道径流同位素对不同场次降雨的响应存在显著差异，地下径流同位素特征则较为平稳。河道径流组分划分结果显示，7月大暴雨事件中，地表径流占河道总径流量的51.1%，且主导洪峰形成，占洪峰流量的91%。而在10月小雨与3月中雨事件中，地下径流对河道径流的贡献率分别为95.4%与87.3%，地表径流仅在涨水和洪峰阶段对河道径流有较大贡献。研究成果有助于为山丘区水资源特别是地下水资源量的精细化评价提供科学支撑。
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长三角示范区水文序列特征分析及代表性评估
Abstract:
长三角生态绿色一体化发展示范区作为国家重大战略区域，其水文特征受气候变化与人类活动的共同影响，深刻关系到区域防洪安全、生态健康及跨域协同治理效能。为系统解析该区域水文特征与演变规律，基于1975—2022年示范区6个水文代表站水（潮）位资料，通过数理统计方法系统分析了年最高水（潮）位的趋势性变化及年极值水位的变异特征；并采用模比系数法分析其稳定性和周期性，结合丰、平、枯水期结构比例及典型水文年型的覆盖性，评估了中、短序列对长序列水文情势的代表能力；最终通过求矩适线法对比分析统计参数稳健性，对序列代表性作出判定。结果表明：（1）1980—2022年水文序列代表性强，丰、平、枯水期占比接近1:1:1，模比系数累积曲线渐趋稳定于1，与长系列统计参数相比，其相对误差在5%～10%之间，可作为示范区水（潮）位代表性系列；（2）该序列在统计学意义上具备区域代表性，但对极端枯水年型的表征存在不足，在向外延拓或应用于未来情景时需予以风险评估及识别应对。相关成果可为示范区水灾害防控、水资源配置与涉水工程规划提供决策依据与技术支撑。
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基于Copula函数的海河流域复合气象干旱-高温事件协同演变规律研究
Abstract:
随着全球气候变暖加剧，气象干旱-高温复合事件的频率及强度在全球及区域尺度上显著增加，以降水补给为主的地下水漏斗区海河流域为研究对象，开展流域复合气象干旱-高温事件协同演变规律研究，可为海河流域抗旱减灾提供指导。因此，基于流域38个气象站点1965—2019年气象资料，利用Mann-Kendall突变检验方法揭示了流域气象要素的趋势性和突变性特征；其次，基于SPEI（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index）指数和STI（Standardized Temperature Index）指数，利用Copula函数构建了复合气象干旱-高温事件识别框架，并阐明了其时空动态演变规律及其重现期。结果表明：① 流域降水持续性减少、气温显著增大进一步加剧了复合气象干旱-高温事件的发生风险，尤其是90 a海河流域不同区域干旱化程度最为严重，且近年来“旱涝互转”事件明显增多；② 不同区域下，7—9月极易发生复合气象干旱-高温事件，以“极端高温-低强度”复合气象干旱-高温事件的占比高达89%，且其联合重现期介于2a～5a一遇。研究结果对于指导我国北方地区防灾减灾及保障粮食安全具有重要现实意义。
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海河平原浅层地下水位时空演变规律研究
Abstract:
海河平原地下水超采严重，已形成全国最大的地下水降落漏斗区。本研究分析了海河平原浅层地下水位时空演变规律及驱动因素，构建了联合地统计与分形理论的地下水埋深演变分析方法框架，将本世纪以来海河平原地下水埋深动态演变特征划分为三个阶段：2000—2014年，地下水开采量较大、管控措施影响小，水位处于快速下降阶段；2015—2018年，随着调水和压采工作的开展，地下水水位下降速度减缓，到2019年水位达到最低值；2018年末逐步实施河湖生态补水，在“一减一增”的综合作用下，2019年至2020年地下水水位处于弱均衡或小幅波动回升状态，2021年受极端降水影响，研究区地下水水位总体恢复到2012年水平。地下水埋深长期相关性分析和趋势检验结果与现有地下水监测评价结果基本相符，表明受人类活动和气候变化的综合影响，在平枯水年份现有管控措施不能根本性扭转区域或局部地下水水位下降趋势，需要加大节水潜力分析，深入研究地下水演变规律，支撑地下水取水总量与水位双控管理。
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三江平原旱涝急转时空格局及其对不同环流因子的响应
Abstract:
在复合极端气候事件频发的背景下，揭示旱涝急转的时空特征及其驱动机制对水资源调控和灾害风险管理至关重要。以三江平原为研究区，基于1960-2019年16个气象站点降水数据，构建改进的旱涝急转指数（SDWAI），综合应用IDW插值、TFPW-MK检验、Pettitt变点检测与Morlet小波分析，系统探讨旱涝急转事件的空间格局与时间演变特征，并通过小波相干与合成分析方法揭示其与主要环流因子之间的耦合机制。结果表明：（1）SDWAI呈西北高、东南低分布特征，旱涝急转事件高发于中南部城市周边，显示出显著的空间集聚性；（2）时间演变方面，SDWAI具有年代际波动和季节差异特征，秋季强度最显著，冬季最弱；（3）SDWAI与ENSO、PDO、SOI等因子在2–8年周期内存在显著的时频耦合，ENSO次年效应与PDO短周期影响突出；（4）合成分析显示，旱转涝事件常伴随500hPa负距平与850hPa南风水汽输送增强，涝转旱事件则对应高压脊控制与水汽通道中断。
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滨海城市暴雨雨型识别及其内涝淹没模拟分析
Abstract:
气候变化和城市化进程加快的背景下，为揭示不同暴雨雨型对滨海城市内涝的影响，以珠海市为典型，开展了历史降雨序列的雨型识别与分类工作。在此基础上，构建不同重现期和雨型的暴雨序列，基于SWMM和LISFLOOD-FP耦合模型模拟讨论城市内涝淹没过程对不同暴雨雨型的响应特征。结果表明：（1）研究区实际雨型以单峰型为主（63.3%），且雨峰靠前的Ⅰ型占比最高（32.1%）；（2）排水管网溢流峰值与重现期呈现显著正相关，Ⅱ型暴雨事件在重现期100年时表现最高的溢流量（674.95m3/s），且溢流峰值随着雨峰系数增大而增加；68%的积水过程峰值系数<0.5，呈现“快积”的特征；（3）单峰Ⅱ型暴雨在P=100 a时淹没面积最大（5.606 km2），尤其在不透水性较强的交通用地积水最深，影响范围最广；（4）芝加哥雨型总体上淹没范围和水深最大。由此推断，实际暴雨内涝淹没预报预警应考虑区域暴雨的时程特征即雨型分布，以提高预报预警精度。研究成果可为沿海城市内涝精细化防控与治理提供支持。
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山区小流域水循环要素多时间尺度因果关系推断
Abstract:
山区小流域水循环要素耦合关系复杂，解析其因果结构面临较大挑战。研究基于自适应完全噪声集成经验模态分解（CEEMDAN）方法对美国东北部页岩山森林小流域（Shale Hills）降雨、土壤水、地下水和径流数据进行多时间尺度分解，并结合收敛交叉映射（CCM）与瞬时条件独立性检验（PCMCI）两种因果推断方法对各要素间的因果关系特征进行识别评估。结果表明，水循环要素呈现显著的时间尺度嵌套特征，降雨表现为高频突变，土壤水具有累积性，地下水和径流高频变化较缓；因果关系强度随时间尺度整体增强，由小时尺度不足0.2上升至月尺度的0.377~0.884；在因果识别方面，CCM适用于捕捉要素间的非线性耦合与滞后响应关系，PCMCI侧重于识别排除其他要素干扰的直接驱动作用，二者互为补充；丰水期因果耦合整体更紧密，枯水期表现出更多因果路径。研究结果可为山区小流域水循环过程机制解析和水文模拟预测提供参考。
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基于SWMM的城市内涝风险等级划分研究
吴开游, 陈泽钜, 张大伟, 夏文钰, 黄靖轩, 王 陈, 鞠 琴
Abstract:
为精准评估城市内涝风险并科学划定风险分区，以吉林省桦甸市中心城区为研究对象，构建基于SWMM平台的城市暴雨洪涝模型。在验证模型适用性较好的基础上，模拟分析5年、10年、20年和50年一遇四种重现期设计暴雨情景下的淹没过程，并基于积水深度-历时双参数阈值法构建了三级风险评价体系，系统分析了不同降雨强度下内涝风险的空间演变特征。结果表明：（1）在5年、10年、20年和50年一遇重现期下，内涝总面积占研究区总面积的比例分别为3.39%、7.19%、12.44%和20.05%。（2）随重现期增加，内涝风险区总数由12个增至74个；内涝风险以低风险区为主，占总内涝面积的90%以上，中风险区主要分布于渤海大街与金城路交汇处、公发路与新安大街交汇处等区域；高风险区仅出现在桦甸大街与莲花路交汇处，最大淹没水深达0.96m。（3）内涝风险空间分布呈现显著的非均衡性，故河道左岸区域是中高风险的集中区，而右岸区域的风险等级与范围均显著偏低。研究成果可为该市防洪排涝规划与韧性城市建设提供决策支持。
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近60年太湖流域参考作物蒸散量时空分异及影响因素分析
Abstract:
以太湖流域8个基础气象站点1961—2020年日尺度气象资料为基础，选用Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量（ET0），通过线性倾向估计、MK检验和GIS插值探究不同尺度ET0时间变化趋势和空间格局特征，采用偏相关分析和多元回归模型分析ET0时间变化的影响因素，利用地理探测器揭示影响ET0空间分异的因素。主要结论：（1）近60 a来，ET0整体呈不显著上升趋势，但各年代际间变化存在差异，2001年为ET0变化的一个突变点；空间分布上，整体呈现出中东部高、西北低的特征，数值处于848.7~1004.7 mm区间；（2）年尺度上，各站点ET0均为上升趋势，50%点位通过显著性水平检验，除夏季外，其他三季各站点主要呈显著上升趋势；（3）ET0时间变化的影响因素主要是平均气温、日照时数和相对湿度，不同时间尺度下存在差异；对ET0空间分异有显著影响的因子都属于气候因子类，，双因子交互作用对ET0空间分异的影响大于单因子作用。
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基于GRACE的贵州省地下水干旱特征分析研究
丁凯祺, 李毅, 王林举, 薛萍, 李嘉琪, 韩东明, 余蕾
Abstract:
地下水干旱识别和分析对于区域地下水资源合理利用具有重要意义。以长江流域上游地区贵州省为对象，利用GRACE/GRACE-FOLLOW-ON卫星数据与GLDAS数据，结合标准化地下水干旱指数(SGDI)，识别和分析了2003—2022年贵州省地下水干旱时空演变规律，解析了其与气象干旱和植被的互馈关系。结果表明：（1）GRACE卫星数据反演的地下水储量能够较好地反映贵州省地下水储量实际变化，全省地下水储量以5.11mm/a的速率逐年增加。（2）地下水干旱时空分布不均，20年间共发生八次程度不同的地下水干旱事件，全省西南地区更易产生历时久程度大的干旱事件，干旱发展从西南地区延伸至贵州全域。（3）贵州地下水干旱相比气象干旱具有明显的滞后性，滞后时间约为2~5个月；SGDI与NDVI成正相关关系，表明植被生成受到地下水干旱的影响。研究结果可为贵州省地下水优化管理提供支撑。
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气候变化与人类活动对洪泽湖入湖径流量的影响研究
Abstract:
开展气候变化与人类活动对洪泽湖入湖径流量的影响研究，有助于精准把握洪泽湖水资源变化规律，为流域水资源科学管理、防洪减灾及生态保护提供关键决策依据。基于洪泽湖流域1980—2022年降水量、蒸发量和径流量实测数据，采用Mann-Kendall趋势检验法结合距平序列变化分析降水、蒸发和径流的变化趋势；运用Mann-Kendall突变检验法、Hurst系数法分析洪泽湖入湖径流量序列的突变年及相应的突变程度；根据突变年将水文气象时间序列划分为基准期与变化期两个时期，并借助弹性系数法，开展入湖径流量变化对人类活动和气候变异响应程度的定量分析，并就其内在成因予以简要剖析。结果显示：洪泽湖流域降水量呈现上升趋势，蒸发量和入湖径流量呈现下降趋势，且蒸发量下降趋势显著；入湖径流量序列突变点发生在1985年，突变程度属中度变异；在洪泽湖流域，因气候变化导致的入湖径流量变化的贡献率为54.8%，而由人类活动引发的入湖径流量变化的贡献率达-154.8%。数据表明，人类活动已成为导致洪泽湖入湖径流量减少的主导性因素，其负面效应远超气候变化所带来的正面影响。
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融合Transformer和LSTM的大流域暴雨洪涝模拟
Abstract:
当前基于深度学习的区域洪涝模拟研究多集中于城市或中小流域（通常指面积小于5000km2），缺乏对大流域的高精度模拟。本研究提出了一种基于时间序列分解、多深度学习模型融合的大流域洪涝模拟模型Flood Simulate of Transformer-LSTM(FSTrans-LSTM)，采用随机降雨洪涝事件对模型进行训练，实现大流域范围降雨洪涝高精度模拟。该模型采用滑动平均法对降雨序列进行趋势-周期性分解；融合Transformer模型和LSTM网络，显著提升洪涝区域淹没水深模拟精度。对比实验表明：模型取得RMSE=0.605、MAE=0.324的模拟精度，较基准Transformer模型分别提升4.2%和14.2%；模块对比实验表明时序分解与LSTM模块的增益效果明显；验证集实验中，模型模拟结果R2为0.9以上，可实现高精度淹没水深和淹没范围模拟。
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周期性干扰过流边界对洪水传播特性影响
Abstract:
在中小河流上，利用梯级液压坝的自由升降调控能力，可以有效改善和提升影响河段的生态，但其塌坝形成的周期性干扰过流边界对洪水传播的影响规律尚不明晰。本文以汾河中游生态修复核心区作为实例，基于该河段首末水文站二坝和义棠2010—2020年汛期洪水实测数据，采用主成分分析法与K-means聚类方法识别该河段液压坝塌坝形成的周期性干扰过流边界对洪水类型的影响规律，对上下游洪水过程进行互相关分析，并对关键洪水特征指标进行量化分析，探讨梯级液压坝对洪水演进过程的影响。研究表明：梯级液压坝自建成运行后，其塌坝形成的周期性干扰过流边界，显著改变了洪水传播特性，具体表现为发生洪峰增值、洪水历时缩短的洪水异常传播现象。同时，洪水形态发生根本性转变，下游洪水形态由“矮胖型”转为“尖瘦型”，表现出峰现时间提前、洪峰陡峭化的特征，且上下游洪水过程相关性增强，滞时时间缩短。本研究揭示了梯级液压坝塌坝形成的周期性干扰过流边界对洪水传播特性的影响，为中小河流上梯级液压坝建设及洪水管理提供了科学依据。
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青藏高原盐湖卤水镭同位素现场富集方法研究
Abstract:
青藏高原盐湖区湖泊水系发育并蕴藏丰富的战略性矿产资源，是国家重要的生态安全屏障和能源安全保障基地。天然放射性镭同位素因其独特的化学特性在盐湖卤水的示踪研究中具有较好的应用前景。但是青藏高原环境和盐湖高盐度的水体共同制约了青藏高原盐湖卤水镭同位素示踪研究的进一步应用，因此亟须寻求适合青藏高原环境下的盐湖卤水镭同位素现场快速富集方法。本研究采集高矿化度的盐湖卤水，以提高镭同位素活度及富集效率为目标开展对比试验研究。结果表明，通过循环富集法处理的样品镭同位素活度范围介于0.87~2.54 dpm/L，其中1L样品中的镭同位素活度最高为2.54 dpm/L，高于直接富集法和稀释富集法所获得的镭同位素活度最大值（分别为2.46 dpm/L和2.28 dpm/L）。此外，循环富集法的平均富集效率超过了80%。说明循环富集法是一种相对较优的盐湖卤水镭同位素现场富集方法，能够有效提高镭同位素的活度和富集效率。该方法不仅操作简便，而且具有较高的灵活性和使用性，适宜在青藏高原高寒高海拔的无人区应用，可为后续镭同位素在青藏高原盐湖领域的示踪研究提供技术支持。
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基于Vine Copula与Topsis方法的多站点年径流模拟方案优选研究
胡连兴, 张宇亮, 廖泽馨, 胡小琴, 韦宽, 刘赛艳, 刘小枫, 程吉林
Abstract:
流域年径流变化规律及空间依赖性分析是水文研究的重要内容，对水资源配置、调控与风险预警具有重要意义。Vine Copula方法提供了一种灵活的建模框架，可有效模拟多站点间复杂的非线性关系。本文以渝西地区四个代表性水文站点（北碚站、罗渡溪站、小河坝站和朱沱站）为研究对象，构建9种基于不同Vine结构（C-Vine、D-Vine、R-Vine）与二维Copula函数（Frank、Gumbel、Clayton）组合的年径流联合模拟方案。为实现模型结构在多场景应用中的优选，引入Topsis多指标综合评价方法，在量化模型性能的基础上，通过设定权重反映不同水文管理场景的模拟重点，从而实现“结构—场景”匹配下的最优方案筛选。结果表明：（1）Vine Copula具备良好的多站点年径流依赖结构模拟能力，不同结构与函数组合在各场景下表现差异显著；（2）Topsis方法成功实现了从“单一最优模型”到“场景适用性模型”的优选，可为复杂水文系统建模提供可量化的“结构—场景”匹配框架。
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基于流域产汇流机理的可解释深度学习模型
Abstract:
深度学习模型在水文模拟中表现出色,但缺乏水文机理解释。本文将新安江(XAJ)模型中的产汇流原理融入循环神经网络(RNN)单元的结构中,构建了具有物理基础的XAJRNN层,并将该层与长短期记忆(LSTM)网络层融合,提出了一种可解释深度学习(EDL)模型。陆水与清江水布垭水库流域的应用结果表明：EDL模型具有很高的模拟精度,纳什效率系数分别达到0.98和0.94,洪峰相对误差和洪现时差接近于零,明显优于XAJ和LSTM模型。所提模型不仅提高了模拟精度,还增强了模型的可解释性,为深度学习与概念性水文模型的融合应用,提供了新的研究思路与途径。
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2020年太湖流域暴雨洪水特性及高水位成因分析
Abstract:
2020年太湖流域性大洪水是典型的梅雨型洪涝过程，代表性较强。为深入揭示太湖流域洪涝形成和发展规律，通过水文资料统计分析，计算2020年暴雨洪水特征值，分析雨水情特性及时段降雨—洪水响应关系，从来水、蓄水、排水角度分析太湖高水位成因，并运用太湖流域水文水动力学耦合模型，量化评估各成因指标贡献率。结果表明：（1）2020年太湖流域中长历时降水极端，梅雨异常偏多、偏长，降雨连续无间歇，暴雨集中的上游是太湖洪水的主要来源，单位降雨对应入湖水量排名靠前。（2）极端典型梅雨是导致太湖高水位的直接原因，主动利用太湖调蓄洪水是重要原因，长江与太湖洪水遭遇导致两河工程排洪能力受限是客观原因。（3）梅雨异常偏多、太湖蓄水和两河排水受限三因素分别抬高太湖水位0.75m、0.20m、0.19m，对高水位贡献率分别为66%、18%、16%。该研究可为深化太湖洪水形成机理认知和提高洪水防御能力提供技术参考。
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黄河三花区间热带气旋暴雨特征及天气学概念模型
Abstract:
基于气象站逐日降水观测资料、ERA5再分析资料以及中国气象局热带气旋(TC)最佳路径数据集资料,系统分析了黄河三花区间TC暴雨及相应的影响TC的统计特征,构建了TC暴雨的天气学概念模型。主要结论如下：(1)1957—2020年三花区间共出现34个TC暴雨日,其中有10日为倒槽直接影响型,24日为远距离影响型。(2)共有25个TC造成三花区间出现区域暴雨,其中有22个登陆我国；当暴雨发生时,TC中心主要分布在我国华南沿海地区以及江西、湖北等内陆地区；影响TC移动路径以北上类为最多,且此类TC更易造成极端暴雨的发生。(3)三花区间TC暴雨分为北上TC倒槽影响类、北上TC远距离影响类、西行TC影响类和转向TC影响类,各类TC暴雨均发生于东高西低或者两高对峙的环流背景下,但西太副高的形态和中心脊线位置、TC中心位置以及影响系统有明显差异。
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考虑径流变异的河流最小生态流量计算方法研究
Abstract:
为科学合理地确定河流最小生态流量，提出了考虑径流变异的最小生态流量计算模型。以秦岭北麓主要河流为例，基于1956—2022年实测径流资料，借助4种检验方法分析了径流变异特征；以变异前径流系列为输入，采用本次改进的年内展布计算法、改进Tennant法等8种水文学法计算了最小生态流量，从水量、水文节律、改进Tennant法评价等方面对计算结果进行了综合比较和优选，结合生态流量保障程度、径流趋势分析，给出了保障最小生态流量的初步建议。结果表明：径流变异点位于1984—1990年；为降低单一水文学法带来的局限性，推荐以逐月频率计算法、改进年内展布法（95%频率）、改进Tennant法计算值的外包线作为秦岭北麓主要河流最小生态流量，其对应的水文节律拟合、改进Tennant法的评价结果均较优；径流变异后，秦岭北麓主要河流最小生态流量保障程度总体是下降的，其径流历史、未来均呈减少变化；为维持并改善秦岭北麓主要河流水生态环境，建议在全力推进全面节水、合理配置本地地表水的同时，科学规划建设供水、生态调蓄水库，必要时通过引汉济渭工程择机向秦岭北麓主要河流生态补水。研究结果可为科学确定秦岭北麓乃至黄河中上游其他河流的最小生态流量提供借鉴，对科学开展秦岭北麓河流生态保护与修复工作也有一定的指导意义。
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实际尺度河流复杂速度场卷积神经网络深度学习模型优化
Abstract:
数据驱动下利用卷积神经网络（CNN）深度学习模型对实际尺度河流复杂速度场进行预测具有效率高的优点，但其模型优化机制仍需深入研究。本研究针对CNN在流场重构中存在的精度不足与物理约束合理性等问题，从网络深度、超参数及物理约束三方面开展协同优化研究。首先通过建立感受野动态扩展理论下的双约束函数，揭示了网络深度与u、v、w各向速度预测精度之间的耦合关系，训练结果表明10层网络结构性能最优，使自由表面各向流速分量的平均绝对误差（MAE）和平均绝对相对误差（MARE）显著下降。其次经正交试验确定学习率（η=0.001）与输入批量尺寸（m=1）组合为最优超参数组合，其误差指标优于对照组。最后在两者的基础上，进一步嵌入边界条件约束，使MAE与MARE分别提升5.71%和5.63%，有效缓解了固壁边界速度失稳现象。研究可为复杂流场的高精度预测提供理论支持与优化路径。
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人工智能水文预报模型技术研究进展
Abstract:
水文预报精度与响应时效直接影响防洪减灾和水资源调配决策的科学性，机理水文模型长期作为水文预报领域的主流方法，但其技术体系近年来发展相对滞缓，在非线性水文过程模拟、参数不确定性量化等核心问题上遭遇显著瓶颈，人工智能技术为突破此瓶颈带来新的契机。通过对近年来相关研究成果的系统梳理与深度剖析，将人工智能应用于水文预报的实现方法归纳为三条路径：一是借助深度神经网络与强化学习对传统机理模型的参数空间进行高效探索，从而优化机理模型建模效率和预报性能；二是构建时空预测代理模型体系，涵盖单站时序预测、流域拓扑图网络等模型，以此构建水文过程的人工智能模型；三是创新发展机理与数据驱动深度融合的混合建模方法，深入融合人工智能和物理机理方法的优势。分析得出，人工智能技术的引入能有效解决水文预报中非线性过程建模难、参数不确定性高、水动力模拟计算量大等核心难题，还可通过挖掘海量监测数据中的潜在规律，实现对复杂水文过程的动态自适应模拟，提升极端水文事件预警的准确性与时效性。并进一步指出，融合物理机理与人工智能的混合建模模式，既能保留水文过程的机理可解释性，又能发挥数据驱动模型的海量数据融合优势，是未来水文预报技术的重要发展方向。
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基于相似洪水识别动态优化模型参数的洪水预报方法研究
Abstract:
为提高洪水预报精度，选取前期水位、降雨、西太平洋副高指数作为相似性分析指标，利用动态时间规整法（DTW）将某场实时洪水与历史洪水分别进行相似性识别分析，得到与该场实时洪水最相似历史洪水，再以最相似历史洪水的预报因子和模型参数来对随机森林模型进行率定，用率定后模型对实时洪水的后续过程进行模拟。以淮河王家坝站为例，结果表明，该法可有效识别相似历史洪水，且对比传统滚动预报，该法模拟的王家坝站洪峰平均绝对误差减少0.08m，可为提升洪水模拟预报精度提供一种思路。
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青藏高原土壤湿度时空分布及多源产品适用性
Abstract:
青藏高原土壤湿度时空分布对于寒区水资源管理和生态环境保护具有重要意义。本文基于青藏高原的站点观测数据对SMAP L4、GLDAS Noah和AMSR2三种土壤湿度产品的适用性进行评估，并研究2015—2022年间青藏高原土壤湿度与几种环境因子的时空分布规律，探讨该地区土壤湿度与环境因子之间的相关性。结果表明：（1）三种土壤湿度产品中，SMAP L4和Noah在青藏高原地区数据适用性较好，其中SMAP L4产品数据质量最高，AMSR2产品总体精度不高。（2）青藏高原地区土壤湿度与降水、归一化植被指数NDVI空间分布规律类似，与地表温度的空间分布有较大差异；土壤湿度与三种环境因子在时间变化上都有明显的季节性变化规律。（3）青藏高原地区土壤湿度与降水、NDVI相关性较高，与地表温度的相关性较低。因此，降水与植被覆盖度是青藏高原地区土壤湿度空间分布变化的主要相关因素。
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巴尔喀什湖水面蒸发量估算及其影响因素研究
Abstract:
基于Penman开放水体组合方程与结冰期经验公式，构建了水面蒸发模型（Penman-A.N. Postnikov），采用MODIS和GLDAS数据，估算了2001—2022年巴尔喀什湖蒸发量，揭示了蒸发量的时空变化特征，并采用斯皮尔曼偏相关分析和随机森林回归分析探明了蒸发量的影响因素。结果表明：（1）蒸发模型估算的2001—2022年蒸发量均值为959.65 mm，同期对比结果表明2003—2017年模型估算值（962.89 mm）介于GLEV、ERA5-Land和PML_V2蒸发产品的最高值和最低值之间。（2）巴尔喀什湖各季节多年平均蒸发量排序为夏季>春季>秋季>冬季，东湖蒸发量多年均值高于西湖；年、季蒸发量均呈下降趋势，且东湖蒸发量降幅大于西湖。（3）净辐射量和实际水汽压对蒸发量的贡献率分别为88.84%和10.25%，风速仅为0.91%，巴尔喀什湖月蒸发量主要受净辐射量和实际水汽压影响，风速的影响较小。
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“四水”系统耦合协调度评价方法研究
Abstract:
水资源-水环境-水生态-水灾害（“四水”）系统之间存在着复杂联系，实现“四水”系统耦合协调有利于促进水系统均衡发展。将传统的水资源-水环境-水生态（“三水”）系统研究拓展至“四水”问题至关重要。构建了“四水”系统耦合协调度评价体系，主要包括多层次指标筛选、主客观组合赋权以及耦合协调评价，设置三层筛选机制提升指标的全面性和代表性，采用四种主客观赋权法结合博弈论提高结果的容错程度。以黄河流域陕西段主要城市作为实例开展应用，结果表明：（1）“四水”系统的主要影响指标分别为人均水资源量、输沙量、水系连通性水平、堤防长度；（2）在2013—2020年，渭南市、西安市和咸阳市的耦合协调度呈波动上升趋势，在2022年，多数城市处于高度耦合协调，但咸阳市和铜川市仍处于中度耦合协调；（3）2021年耦合协调度的骤降是由于暴雨洪涝事件造成水资源和水灾害子系统综合值发生突变。通过跨流域调水工程、提升断面水质水平、退耕还林政策、加大水利建设投资等措施可进一步提升至优质耦合协调。
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基于改进粒子群算法的并联水库联合防洪调度研究
Abstract:
针对多水库并联防洪调度中决策变量复杂、传统方法效率不足的问题，提出改进粒子群优化（IPSO）算法构建并联水库联合调度模型。引入二分法启发式来优化粒子初始化，采用线性递减和指数递减策略，动态调整惯性权重和学习因子，提升粒子群算法的精度和效率。通过实际算例进行分析验证方法的可行性和先进性。研究表明：优化后的IPSO算法在全局探索与局部搜索能力上显著优于PSO。IPSO初始粒子分布更加均匀集中，超过85%的粒子分布在高目标区域，搜索效率明显提升。在迭代过程中，IPSO表现出更平稳的收敛趋势，适应度值波动较小，且收敛速度更快。50年一遇洪水工况下，IPSO调度下3座水库的削峰率分别达到4.9%、4.5%和11.5%，显著优于PSO方案。对比库容变化曲线，IPSO调度下3座水库的最大库容较PSO分别降低了15.7%、13.9%和13.8%，且库容变化更加平缓，既保障了下游防洪安全，又提升了极端条件下水库运行的安全性。IPSO通过优化初始粒子分布和动态调整搜索策略，有效克服了PSO在并联水库防洪调度中的局限性，显著提高了计算精度和效率，提出了更优的联合防洪调度方案。
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基于GRU模型和新安江模型耦合的流域日径流模拟研究
陈纪俊, 宋超, 郑翼飞, 郭家力, 顾家辉, 李英海, 李颖, Shan-e-hyder Soomro
Abstract:
在全球气候变化与人类活动的双重影响下，径流的非平稳性显著增强，使得传统水文模型在模拟非平稳径流时变得困难。为改善新安江模型对日径流模拟精度不足的问题，本文提出一种门控单元（GRU）模型与新安江模型的耦合模型（XGC模型），引入GRU模型替代三水源新安江模型中的汇流模块，实现了深度学习与物理模型的融合，通过改进协方差矩阵自适应进化策略算法（CMA-ES）对模型参数进行优化，并将该模型应用于三个不同规模流域的日径流模拟。结果表明：相较于传统新安江模型，XGC模型在不同规模流域的径流模拟中均具有显著优势，在验证期（2003—2007年）内，其纳什效率系数（NSE）平均提高了15.95%，其中对于中小流域的模拟结果提升尤为明显，最大提升幅度达25.79%。XGC模型在高低水波动变化、时变汇流过程的处理能力表现突出，相较于LSTM模型，水量平衡、低水和高水误差分别降低了30.77%、14.36%和20.51%。此外，本文提出的基于CMA-ES算法耦合模型率定方案，成功在不同流域中搜索出最优参数组合。中小流域NSE分别提升了17.5%和9.2%，其他误差指标（如MAE、MSSE和MLSE）均有不同程度的改善。通过结合数据分布特征分析，验证了参数取值的合理性。本研究提出的XGC耦合模型为径流预报模型的优化提供重要参考价值，同时对于我国其他流域的径流预报也具有重要的意义。
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河北省水系季节性断流时空分布特征及归因分析
Abstract:
河北省水系复杂，季节性断流现象日益严重，给当地水资源管理和生态环境保护带来巨大挑战。以河北省内十大水系为研究对象，在分析水系断流时间和断流数量的基础上，结合断流空间分布，利用Pearson相关性检验开展断流情况与取用水及气象要素相关性分析。结果表明：（1）在全年范围内，各水系的断流时间所占比例均在50％及以上，且断流现象主要发生在春季与冬季。（2）在空间分布上，断流现象表现出显著的空间异质性，具体而言，超过66.6%断流事件发生在河北省南部。（3）季节性河流断流主要受自然因素与人类活动强度的影响，其中断流与降雨量呈负相关，相关系数最高达0.89，与气温呈正相关，相关系数在0.57~0.73。相比之下，人类活动强度与断流相关性较弱。研究结果可为河北省河湖生态复苏及水网建设提供理论基础。
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基于聚类分析的江苏省雨型推求研究
韩 尚, 杨 娜, 姚允龙, 曹 帅, 刘 月, 石 朋, 纪小敏
Abstract:
设计雨型对中小流域水利工程建设和防洪规划具有重要意义。基于江苏省内585个降雨观测站1960—2023年汛期逐时降雨观测数据，使用自相关分析法确定的最小降雨间隔时间划分降雨场次，分别采用K-means聚类和Ward聚类方法对大暴雨24h降雨样本进行聚类分析，对聚类结果进行多维尺度变换降维可视化并使用轮廓系数定量评价。结果表明，相较于Ward聚类，K-means聚类的聚类效果更好；全省范围内基于K-means聚类的第三类雨型发生的频率最高，且与1984年刊印的《江苏省暴雨洪水图集》中的24h雨型最为相似；山丘区降雨样本中第一类雨型和第三类雨型占比较高，平原河网区第三类雨型占比最高。
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2017,37(5):49-53, DOI:
Abstract:
研究流域水文年及丰、枯水期划分方法,为水文水利计算提供科学依据。通过分析流域径流变化特点,提出径流累计距平法。将该方法用于黑河上游流域,结果表明:该方法为黑河上游流域确定了合理的水文年及丰、枯水期;在不同水文年起讫日下,黑河上游流域年径流时间序列的统计特性和典型年的径流年内分配特征发生显著变化。因此,径流累计距平法可用于划分流域水文年及丰、枯水期,统一水文年划分方式对水文水利计算十分必要。
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2021,41(6), DOI:
Abstract:
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2020,40(4), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190110
Abstract:
合理的导水率假设关系对于提高TOPMODEL模型在流域径流模拟中的精度具有重要意义。以旬河流域为例，基于中国土壤水力参数集确定了流域导水率关系，将原TOPMODEL模型的指数型导水率关系修改为抛物线型，并通过引入植被冠层覆盖参数来改进TOPMODEL降雨模块。研究结果表明，选取适用于研究流域的导水率假设关系，可有效地提高TOPMODEL模型的模拟精度。同时，对于以林草地为主要土地利用类型的流域，考虑植被冠层截留的影响可有效地改善模型模拟效果。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190445
Abstract:
在高强度人类活动对地球系统产生全方位深刻影响下，干旱灾害已经不再是严格意义上的自 然灾害，而成为自然-人为复合灾害。人类活动通过改变大气成分（主要通过温室气体排放）引起全球或 区域性水循环过程的变化，导致气象干旱时空特性变化，从而间接影响到水文干旱的形成发展；通过改 变河流蓄存状态与水力联系（主要通过蓄、引、提、调水工程）以及用水特性变化，改变河流与地下水系 统调蓄功能与产汇流过程，从而直接影响到气象干旱向水文干旱的传递过程以及水文干旱的发展过 程。考虑自然和社会水循环之间复杂的相互作用过程，揭示人类活动对干旱形成与发展的影响是干旱 研究的重要发展方向。
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2023,43(4), DOI:
Abstract:
在全球气候变化和城市化进程不断加快的背景下,城市洪涝灾害频发,造成严重的经济损失和人员伤亡问题。对近年来中国典型城市洪涝灾害进行系统整理介绍,说明洪涝灾害带来的人员伤亡和经济损失巨大。风险评估作为一种非工程性防洪措施,是城市洪涝风险管理的首要工作,精确、高效的把握洪灾过程等特征可以为防灾减灾工作提供科学依据。对城市洪涝风险评估与分区的概念和内容进行系统梳理,常用的风险评估方法有数理统计法、不确定性分析法、遥感影像评估法、指标体系评估法、情景模拟评估法；风险分区常用方法有阈值法、经验公式法和物理机制法。论述了城市洪涝风险评估与分区常用方法的应用范围、优缺点及其发展前景。
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2021,41(1), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20194391
Abstract:
地下水生态水位是干旱区绿洲水资源管理、地下水保护和生态环境保护的关键指标。从地下水生态水位的概念、确定方法、阈值区间等方面入手，综述了干旱区绿洲地下水生态水位研究的重要进展及未来发展建议：（1）干旱区绿洲地下水生态水位存在显著的多功能性和尺度特征；（2）生态调查统计与分析、模型计算分析和遥感统计分析是确定地下水生态水位的主要方法；（3）区域地下水埋深适合控制在2.0~4.0m，不同功能地下水埋深阈值差异显著，这种差异性主要受气候、下垫面植被、土壤、地质条件等因素影响；（4）建议加强多尺度、多维度的干旱区绿洲地下水生态水位阈值研究。
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2021,41(5), DOI:
Abstract:
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2020,40(4), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190070
Abstract:
基于半分布式水文模型的山丘区小流域防灾对象的雨量预警指标计算方法，首先采用NAM建立小流域半分布式水文模型，结合场次暴雨洪水数据分别对模型进行率定；根据沿河居民户与河道的空间分布信息，建立洪水水面线-沿线居民户高程判定模型，定位防洪能力最薄弱的居民户，确定成灾水位，以水位流量反推法推算防灾对象的成灾流量；采用模型试算法计算临界雨量。以南高而、柳埠东两个小流域为应用实例计算其临界雨量，并采用1995~2014年的75场降雨为验证数据系列，将计算的雨量预警指标与实际灾情对应的雨量记录进行对比验证。结果表明：该方法计算的临界雨量准确率在80%以上，能较好地应用于山洪灾害预警。
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190344
Abstract:
中小河流洪水预报是当前国际水文科学中亟待研究的重大科学问题之一。由于中小河流存在分布广、降水及下垫面空间异致性强、产汇流时间短、突发性强、水文资料欠缺等特点，因此预报精度较低，预见期短，预报难度大。目前国内外学者对中小河流洪水预报开展了一定的研究，主要集中在中小河流洪水形成机理、洪水预报模型、缺资料中小河流水文模型参数确定方法、洪水预报耦合降水预报等方面。对中小河流洪水预报相关研究进展和存在的问题进行了总结，并指出未来在多源信息高效融合、精细化洪水模拟、高精度降水预报等方面还应进行更深入的研究。
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2021,41(6), DOI:
Abstract:
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2021,41(1), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190431
Abstract:
综合应用多种方法，评估了土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响。应用Mann-Kendall全时段趋势检验方法检验不同时段降水与径流的变化趋势；结合水文收支平衡方法分析气候与土地利用变化对流域径流的影响；利用双累积曲线方法检测了流域降水-径流关系的突变点，并探讨其原因。结果表明，1960~2016年，密云水库来水量整体呈显著的减少趋势；1980s以后，土地利用变化、人类活动用水量剧增是引起径流减少的重要因素，其中土地利用变化导致蒸散发减少，对径流变化的贡献率达60%。
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2022,42(3), DOI:
Abstract:
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2021,41(1), DOI:
Abstract:
太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料，分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系，旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明，2000年以来太湖水位抬高趋势明显，但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降，且降雨量越大，太湖水位涨幅减小的越明显；流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9，流域10天雨强每增加50mm，太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报，尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20180443
Abstract:
珠江三角洲冲积平原河网密布，河道及河流的形态和演变影响着人们生活习性与经济发展水平，由于经济社会高速发展下的剧烈人类活动，以及气候、降水等自然环境的变化，导致河床演变加剧。对近 60 年的水文监测成果分析，发现自 1990 年代中期以来的河床演变，导致多种水文要素发生调整，给堤围险段、供水安全和水资源管理带来安全隐患，变化环境下的河流情势改变，是对当下水文工作的新挑战。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190032
Abstract:
西南盆地边缘红层地区用水困难，通过研究重庆綦江地区岩性、地貌、构造、地下水流量等，总结了綦江红层区水文地质特征及地下水富集规律。研究区地层岩性以砂泥岩为主，地下水分为红层风化带裂隙水、红层承压水和红层基岩裂隙水三类，其中红层承压水富水性相对较好。研究区地下水根据不同的供水目标划分为水量丰富、水量中等、水量贫乏、水量较贫乏和水量极贫乏 5 区。总结了不同富水区的水文地质特点。
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2021,41(2), DOI:
Abstract:
感潮河道洪水特性受陆海双相复杂动力的共同影响。选取深圳和香港的界河——深圳河，基于实测降雨、流量及水位资料，分析潮动力作用下2018年“0829”典型洪水的变化过程，并与流量量级和洪潮遭遇过程相当的2008年6月洪水进行对比，发现“0829”洪水期间河道中上部水位升高约1.4m，河道防洪压力增大。分析发现河道淤积、河道阻力增大和河口平均潮位抬升是导致“0829”洪水水位壅高的主要原因。
