水库的建设和运行使得水库下游流量发生了显著改变,为了在月径流模拟中充分考虑水库的调蓄作用,选择东江流域作为典型流域,使用粒子群算法优化的长短期神经网络(Particle Swarm Optimization-Long Short Term Memory,PSO-LSTM)对东江流...水库的建设和运行使得水库下游流量发生了显著改变,为了在月径流模拟中充分考虑水库的调蓄作用,选择东江流域作为典型流域,使用粒子群算法优化的长短期神经网络(Particle Swarm Optimization-Long Short Term Memory,PSO-LSTM)对东江流域的3个多功能水库枫树坝、新丰江、白盆珠水库的出流进行了模拟,并与传统的水库模型Level Pool Scheme(LPS)进行对比;使用三参数月度水文模型(Three-Parameter Monthly Hydrological Model Based on the Proportionality Hypothesis,TMPH)进行水库入流和区间来水模拟,与上述两种水库出流模型结合分别形成PSO-LSTM-TMPH和LPS-TMPH对东江流域重要站点龙川、河源、岭下、博罗进行预见期为一个月的径流模拟。结果表明:①PSO-LSTM在三大水库的模拟中效果均好于LPS,尤其在新丰江水库出流模拟中,在验证期的纳什效率系数(Nash-Sutcliffe Efficiency,NSE)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.59、55.59 m^(3)/s,相比LPS提高了0.22,降低了17.01 m^(3)/s,说明该模型可以很好地捕捉多年调节水库复杂的水库出流规则;②PSO-LSTM-TMPH模拟龙川站、河源站、岭下站、博罗站径流的NSE为0.87,0.86,0.91,0.93,相比LPS-TMPH,NSE提高了0.09、0.21、0.07、0.03;③在测试期内,PSO-LSTM-TMPH水库出流模拟效果仍然较好,相比训练期、验证期模拟效果差异小,说明模型的模型泛化能力较强。研究建立的PSOLSTM-TMPH混合模型可以结合深度学习和物理模型各自的优势,适用于人类活动干扰下的径流模拟,可为优化水资源利用、实施干旱调度等提供技术支撑。展开更多
文摘水库的建设和运行使得水库下游流量发生了显著改变,为了在月径流模拟中充分考虑水库的调蓄作用,选择东江流域作为典型流域,使用粒子群算法优化的长短期神经网络(Particle Swarm Optimization-Long Short Term Memory,PSO-LSTM)对东江流域的3个多功能水库枫树坝、新丰江、白盆珠水库的出流进行了模拟,并与传统的水库模型Level Pool Scheme(LPS)进行对比;使用三参数月度水文模型(Three-Parameter Monthly Hydrological Model Based on the Proportionality Hypothesis,TMPH)进行水库入流和区间来水模拟,与上述两种水库出流模型结合分别形成PSO-LSTM-TMPH和LPS-TMPH对东江流域重要站点龙川、河源、岭下、博罗进行预见期为一个月的径流模拟。结果表明:①PSO-LSTM在三大水库的模拟中效果均好于LPS,尤其在新丰江水库出流模拟中,在验证期的纳什效率系数(Nash-Sutcliffe Efficiency,NSE)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.59、55.59 m^(3)/s,相比LPS提高了0.22,降低了17.01 m^(3)/s,说明该模型可以很好地捕捉多年调节水库复杂的水库出流规则;②PSO-LSTM-TMPH模拟龙川站、河源站、岭下站、博罗站径流的NSE为0.87,0.86,0.91,0.93,相比LPS-TMPH,NSE提高了0.09、0.21、0.07、0.03;③在测试期内,PSO-LSTM-TMPH水库出流模拟效果仍然较好,相比训练期、验证期模拟效果差异小,说明模型的模型泛化能力较强。研究建立的PSOLSTM-TMPH混合模型可以结合深度学习和物理模型各自的优势,适用于人类活动干扰下的径流模拟,可为优化水资源利用、实施干旱调度等提供技术支撑。
