基于物联网和GCNN-LSTM的河流水文预测方法

针对河流水文存在预测精度不高的问题,利用物联网技术设计了分布式的降雨和水文信息自动采集系统,并提出了一种基于图卷积神经网络和长短期记忆网络模型对河流水位和径流量进行预测的方法;首先通过分析确定了影响河流水文的主要因素,将流域范围内的降雨量信息组成网格化的二维图形矩阵;然后提出了GCNN-LSTM预测模型,将含有降雨信息的二维图形矩阵作为网络模型的输入,获取该流域内降雨与水文变化的时空分布特征;最后采用所提出的GCNN-LSTM预测模型对河南省周口市段颍河的历史水文数据进行训练,再利用训练后的网络对测试集数据进行预测,得到了较高精度的径流量和水位结果,径流量预测结果的RMSE、MAPE和MAE分别仅为17.09 m^(3)/s、1.68%和8.57 m^(3)/s,水位预测结果的RMSE、MAPE和MAE分别仅为0.32 m、0.65%和0.29 m,与其他几种预测方法相比表现出了优越性,对科学合理利用水资源和防洪减灾具有重要意义。

城区路面雨水径流水文水质特征试验研究

鉴于研究城区路面径流水文过程与污染物变化特征可为有效利用城市雨水、控制非点源污染等提供参考依据,采用污染物分析方法对新乡市2010年城区路面3场降雨—径流的水文、水质过程进行采样分析。试验结果表明,路面径流系数在0.78～0.82之间,径流曲线形态与降雨过程线类似,两者波动幅度相对较小;径流初期污染严重,后期COD、SS浓度分别小于203、458mg/L;各指标的标准差率呈SS>COD>DO>pH值的趋势,这与各自浓度变化过程的指向性一致;径流中COD与SS之间的相关性较好,而DO与其之间的相关性较差。

城区屋面雨水径流水文水质特征研究

研究城区屋面径流水文过程与污染物浓度变化特征,为有效利用城市雨水、控制非点源污染提供依据。通过体积法对新乡市城区屋面降雨径流进行采样,水质指标分析包括pH、SS、COD和DO。屋面径流系数为0.92~0.98间。研究结果表明：径流初期污染严重,后期COD、SS浓度分别在25 mg/L和30 mg/L以下。径流曲线形态与降雨过程线类似,两者波动幅度相对较小。径流中COD与SS之间的相关性较好,而DO与其之间的相关性较差。径流水质主要受降雨量、降雨强度、屋面材料、季节和气温等因素影响。

城区路面径流水质特征与初期径流量研究

鉴于研究城区路面径流水质特征与初期径流量可为有效利用城市雨水、控制城市非点源污染等提供参考依据,采用污染物分析法对新乡市2010年城区路面3场降雨径流的水文水质过程进行采样分析,水质指标包括pH值、SS、COD和DO。结果表明:径流初期污染严重,主要污染物COD、SS变化趋势基本一致,随着降雨过程的持续含量逐渐降低,趋于一个稳定值;各指标标准差率呈SS>COD>DO>pH值的趋势,这与各自浓度变化过程的指向性一致;径流中COD、SS之间的相关性较好,DO与其之间的相关性较差;场次降雨路面初期径流量可取为前8 mm^10 mm的降雨量或前25 min^30 min的径流量。

气象降雨数据在无资料流域水文模拟中的适用性分析

当前水文模拟过程主要采用水文监测站点提供的降雨数据,不过部分区域受自然地理和社会条件的限制,水文站点稀疏雨量数据缺乏导致水文模拟难。针对这一问题,提出了一种利用气象数据用于水文模拟的方法,并以雅砻江安宁河流域为例开展了应用研究。采用安宁河上游气象站网2001—2005年日降雨数据作为输入,支流控制站点孙水关站水文数据作为参考,率定获取孙水关站对应预报分区新安江模型参数,随后将该参数应用至安宁河流域其它无资料地区。结果表明,在有效资料有限的情况下,采用该方法验证期(2006—2010年)内孙水关、米易站流量预报平均相对误差控制在7%~8%,NSE均值分别为0.67、0.78,NSE年际之间变化幅度小且较为稳定,模拟结果基本可信且较好的反映了洪水过程,证明了流域内资料稀疏情况下气象站网数据作为流域水文模拟的降水输入合理性及安宁河流域气象水文参数迁移对水文模拟具有良好的适用性。

夏季降雨期间城市湿地径流区水质变化特征

有关降雨对水体水质的研究有诸多报道,但是作为城市湿地的重要景观区域以及连接不同功能区的水文单元,径流区水质对降雨过程的响应以及不同水文过程在其中的影响作用仍不清晰。文章选择北京奥林匹克森林公园湿地径流区作为研究对象,于2016年8月18日(降雨期间)、19日(降雨结束后12 h)和22日(雨后表层土壤干燥)三个时期采集水体样品,通过分析水体理化指标,探索城市湿地径流区水质对夏季降雨过程的响应,以及水文因素在该变化过程中的影响作用。研究结果表明,夏季降雨过程中湿地径流区水体氧化性显著下降,水体中NH4-N和NO2-N浓度短暂增加,但在雨后迅速降低,单次夏季降雨过程不会引起城市湿地径流区水质的明显恶化;跌水过程能显著缓解由于降雨造成的水体溶解氧浓度下降;水体流速与水体溶解氧浓度呈显著正相关关系,高流速的分流水质优于主干流。因此,在城市湿地公园中,因地制宜地设计景观跌水和湿地径流场,可以有效缓解夏季降雨过程中湿地水体的缺氧现象,促进水体自净能力,提高下游湿地水体净化效率。

青岛西海岸新区水文站网运行管理现状及建议

通过分析青岛西海岸新区水文监测站网现状及存在的站网布设科学性、合理性不够,设备老旧,管理机制落实不到位,专业人才匮乏等问题,提出进一步优化水文站网,创新站网管理体制机制,提升现代化管理水平等建议,为水文事业“十四五”规划提供思路。

齐齐哈尔市区域水文特性

分析了齐齐哈尔市降水、蒸发、径流、出入境水量、水质等水文要素时空分布规律，提出水文站网布局方面的建议。

浅谈深圳市水文站网测站建设的技术条件

深圳市水文站网系统建设是深圳市经济和社会可持续发展的客观需要,介绍优化后的深圳市水文站网系统实现的功能,测站建设的主要要求,详细分析了各水文站、水位站、雨量站实现有关功能的技术条件,测站避雷技术,以及水文数据测控中心、系统通信建设的有关技术。水文站网工程的实施建设对于促进水资源统一管理、水资源科学调配与防灾减灾协同管理工作起到积极的推进作用。

上海中心城区苏州河沿岸排水系统降雨径流水文水质特性研究

为了解城市合流制管道系统降雨径流的水文水质变化过程与特征,于2007年7～9月对上海中心城区合流制排水系统(CSS)4类强度降雨(小雨、中雨、大雨和暴雨)的降雨量、径流量和污染浓度进行了同步连续监测与分析.结果表明,径流过程线滞后于降雨过程线约15～25min,形态与降雨过程线相似,波动幅度低于降雨过程线.4类强度降雨的径流系数分别为:0.33、0.62、0.67和0.73.CSS基本存在30/30标准的降雨径流初始冲刷现象,污染物浓度过程线滞后于降雨过程线约30～40min.4类强度降雨径流的pH值和重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni的事件平均浓度(EMC)均符合地表水环境质量标准Ⅴ类水要求,COD、BOD5、NH4+-N和TP的EMC的变化范围分别为225.0～544.1、31.5～98.9、8.9～44.2和1.98～3.52mg·L-1,平均分别超过Ⅴ类水标准9.3、5.6、11.7和6.1倍,接近国外城市CSS的平均污染水平.SS与COD、BOD5、NH4+-N和TP在p<0.01水平上均具有一定的正相关性(R为0.359～0.736),颗粒态有机类和营养类污染物的比例平均为70.21%.