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题名基于机器学习的西南岩溶泉流量模拟研究
被引量：1
- 1
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作者
马从文
张志才
陈喜
程勤波
彭韬
张林
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机构
河海大学水文水资源学院
天津大学地球系统科学学院
中国科学院地球化学研究所
中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站
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出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期48-56,共9页
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基金
自然科学基金重点项目(41571130071)
面上项目(41971028,41571020)。
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文摘
岩溶泉对西南岩溶区生态系统稳定和经济社会发展具有重要意义。受岩溶区独特水文地质结构与多重水流过程控制,岩溶泉流量具有复杂的动态变化特征,机器学习模型为其模拟和预测提供了有效手段。然而,岩溶泉域降雨−泉流量过程及其时空变异特征对机器学习模型结构与模拟精度的影响仍不明晰。本文选取西南典型岩溶泉,基于长短期记忆网络(LSTM)建立岩溶泉流量模拟模型,利用泉域实测逐小时降雨与泉流量序列进行模型训练与验证。在此基础上,分析了不同降雨−泉流量过程对岩溶泉流量模拟精度的影响,以及岩溶水文地质结构对降雨−泉流量响应滞时的控制作用。研究结果显示,山坡岩溶泉与流域出口岩溶泉训练期纳什效率系数(NSE)分别为0.942与0.951,验证期分别为0.831与0.834。对于山坡岩溶泉与流域出口岩溶泉,利用全年实测序列训练的模型预测雨季泉流量存在较大偏差,NSE分别为0.793与0.798,而利用雨季实测序列训练的模型预测雨季泉流量,精度显著提升,NSE分别为0.956与0.962,且此差异在暴雨频繁的5、6、7月尤为显著。受浅薄土壤与表层岩溶带分布影响,山坡岩溶泉LSTM模型时序步长显著小于流域出口岩溶泉。
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关键词
机器学习
LSTM
岩溶泉流量
响应滞时
岩溶降雨−泉流量过程
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Keywords
machine learning
LSTM
karst spring flow
flow hysteresis to rainfall
rainfall-spring flow process in the karst area
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分类号
P641.134
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名岩溶山区泉流量对降雨响应规律模拟研究
被引量：1
- 2
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作者
胡雨柔
康小兵
张璐
孙昊
刘玲
陈舟浩宇
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机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
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出处
《水力发电》
北大核心
2013年第7期17-19,共3页
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基金
成都理工大学青年基金资助项目(2011QJ23)
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文摘
以山西某岩溶泉为研究对象,对其水文地质条件进行概化,建立水文地质块状结构概念模型。运用多年观测资料对模型进行物理模拟,进一步识别地下水流系统的补给、排泄条件;采用MODFLOW软件对模型进行数值模拟,研究地下水均衡。通过物理模拟与数值模拟相结合,得出泉流量对降雨强度响应的正相关性规律。
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关键词
岩溶山区
泉流量
降雨量
响应关系
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Keywords
karst mountain area
spring discharge
rainfall
response relationship
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分类号
P641.8
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名基于泉流量过程线的管道流与裂隙流识别
被引量：1
- 3
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作者
柯婷婷
束龙仓
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机构
江苏省地质勘查技术院
河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
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出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期460-467,共8页
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基金
国家自然科学基金(41172203)
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文摘
岩溶含水系统存在不规则的裂隙网络和管道结构,由于贮水空间的差异,导致水流运移的多变性和水动力参数的复杂难测。基于泉流量过程线的分析技术能够很好地识别岩溶系统中的管道流和裂隙流。文章将泉流量分为3个组成部分:前期蓄水量、快速径流和慢速径流,其中快速径流和慢速径流视为两线性并联水库,建立了前期降雨和瞬时单位线之间的识别函数,识别降雨在岩溶不同空隙类型中的水量分配系数,并将该函数模型应用到后寨地下河岩溶小流域。模拟结果表明,上游到下游前期蓄水量呈增加趋势,而水量进入管道中的分配系数分别为0.84,0.6以及0.48,呈现递减趋势,说明岩溶裂隙结构越往下游越发育。模型计算出的泉流量曲线与实测值相比,NSE达到90%以上,模拟效果理想。
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关键词
岩溶含水系统
泉流量过程线
管道流
裂隙流
识别函数
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Keywords
karst aquifer, spring hydrograph, channel flow, crack flow, identification function
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分类号
P641
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名改进的CW模型在岩溶泉流量模拟中的应用
- 4
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作者
刘丽红
吴潇潇
王恩
鲁程鹏
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机构
安徽理工大学地球与环境学院
环境保护部南京环境科学研究所
河海大学水文水资源与水利工程国家重点实验室
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出处
《人民黄河》
CAS
北大核心
2016年第8期34-37,42,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(41201017)
安徽高校省级自然科学研究项目(KJ2012Z085)
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文摘
为从整体上研究岩溶含水系统泉流量对降雨量的响应特征,以贵州后寨典型小流域为例,改进基于一维扩散流的Criss和Winston流量曲线模型(CW模型),使得模型适用于有岩溶管道流等流态的非达西流地区。模拟结果表明:改进的CW模型在流量峰值和峰值后的衰减段都比原模型的模拟精度高,冒水坑28场降雨流量模拟获得平均滞后时间为1.77d,与谱分析计算的滞后时间范围相吻合;通过灵敏度分析发现,参数b对流量的灵敏程度高于参数β且流量变化幅度不同。
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关键词
泉流量过程
岩溶含水系统
CW模型
后寨流域
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Keywords
spring discharge process
karstic water system
C W model
Houzhai watershed
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分类号
P641.2
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名不同类型表层岩溶泉水源划分及对降雨的响应
- 5
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作者
黄荣
王发
陈洪松
付智勇
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机构
中国科学院亚热带农业生态研究所
中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站
中国科学院大学
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出处
《水文》
CSCD
北大核心
2022年第3期20-26,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(41930866,41971048)
广西自然科学基金创新研究团队项目(2018GXNSFGA281003)。
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文摘
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。
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关键词
表层岩溶泉
电导率
流量
降雨响应
补给来源
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Keywords
epikarst spring
conductivity
flow
rainfall response
source of supply
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分类号
P592
[天文地球—地球化学]
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题名神头泉流量衰减原因分析及趋势预测
被引量：12
- 6
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作者
马腾
王焰新
郝振纯
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机构
河海大学水文水资源与环境工程学院
中国地质大学工程学院
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出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
2001年第4期261-267,共7页
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基金
国家自然科学基金重点项目 ( No.49832 0 0 5 )
973国家重点基础研究规划项目 ( G199904340 6 )联合资助
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文摘
运用季节分解、回归分析等时序分析方法对该泉 42年 (195 8- 1999)的月观测流量资料和大气降水、人类开采地下水资料进行了分析处理。结果表明大气降水的减少是神头泉流量衰减的主要原因 ,其控制着泉流量变化的基本趋势 ,而人类活动对泉流量的衰减起促进作用 ,属次要因素。其中 ,泉流量对大气降水变化的响应存在 11年的滞后期 ,对 390～ 45 0 mm区间的年降雨量变化响应最敏感 ;而泉流量对人类活动的响应只有在第四系孔隙水开采量大于 5× 10 7m3 / a时才明显。在此基础上 ,预测了泉流量未来演化趋势。此外 ,对山西近几十年来出现泉流量普遍减少的原因进行了讨论。
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关键词
神头泉
泉流量
大气降雨
人类活动
季节分解
岩溶水
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Keywords
The Shentou spring
Spring discharge
Precipitation
Human activity
Seasonal decomposition method
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分类号
P641.134
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名辛安泉流量衰减成因分析及泉流量预测
被引量：12
- 7
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作者
邓安利
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机构
山西省水利建设开发中心
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出处
《水资源保护》
CAS
北大核心
2007年第3期48-51,共4页
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文摘
通过对辛安泉的泉水动态分析,获得了泉流量衰减变化的趋势。在岩溶水系统分析的基础上,采用数学相关模型对辛安泉的流量与大气降雨和人工开采进行了分析,研究了泉流量与大气降雨的延迟、滞后效应,分析认为20世纪70年代以来大气降雨的持续减少和80年代中后期人类的强烈活动,是造成泉流量衰减的主要原因。同时采用数学相关模型对辛安泉流量进行适时预测。
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关键词
辛安泉
流量衰减
岩溶水系统
大气降雨
延迟和滞后效应
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Keywords
Xin＇an Spring
discharge attenuation
karst water system
precipitation
time delay and lag effect
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分类号
TV211.1
[水利工程—水文学及水资源]
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题名洪山泉流量动态系统分析
被引量：8
- 8
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作者
李静
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机构
中国地质大学工程学院
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
2004年第2期79-82,共4页
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文摘
为查明洪山泉域的开采程度,在前人研究基础上,建立了现阶段泉流量-降雨量的线性模拟模型。通过对模型的系统辨识,对系统的"慢时变"现象作出了合理解释,并发现系统在1994年以后发生了"快时变",说明开采量从1995年开始迅猛增加。同时,由多年来泉流量序列的自相关分析,发现其宏观周期到2000年基本保持不变,说明虽然第二输入(即人为开采量)对该系统的作用已不可忽略,但尚未达到足以改变其宏观频率的程度。
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关键词
岩溶
泉流量
线性模型
态系统分析
降雨量
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Keywords
karst
spring's flux
precipitation
single input-single output modle
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分类号
P641.8
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名基于多元线性回归分析方法的洪山泉流量预测分析
- 9
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作者
张泽宇
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机构
山西省水文水资源勘测局太原分局
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出处
《山西水利》
2017年第4期24-25,31,共3页
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文摘
洪山泉岩溶水系统80年代以来受采煤漏水、人为开发和补给减少等多种因素影响,流量衰减。为了探索在控制人为因素影响下泉水流量的出流趋势,建立多元线性回归流量预测模型,结果表明多元线性回归模型可用来对洪山泉流量进行预测。
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关键词
泉流量模型
降雨量
岩溶水系统
煤矿排水
洪山泉
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分类号
P641.1
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名山西省神头泉水量变化规律及其对策
- 10
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作者
常文
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机构
朔州市水利勘测设计院
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出处
《水利技术监督》
2004年第5期34-35,共2页
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文摘
神头泉是山西省岩溶大泉之一,自1964年以来泉水流量一直处于衰减状态,其成因主要是:排泄区淤积;上游开采量增加,采矿漏水;降雨减少及人为破坏自然环境等。论述了通过对上游环境治理及排泄区工程治理可使泉水得到逐步恢复的对策与措施。
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关键词
上游
水量变化
淤积
神头泉
降雨
山西省
排泄
岩溶大泉
泉水流量
开采量
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分类号
TV213.4
[水利工程—水文学及水资源]
P641
[天文地球—地质矿产勘探]
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