Page 114 - 水利学报2025年第56卷第3期
P. 114
(2)MDUPLEX - LSTM的模拟效果在率定集、验证集和测试集上非常接近,对于不同水文条件下的
水库出流模拟具有更强的适应性,而基于时间序列划分数据集的 TC - LSTM 在率定期、验证期和测试
期的表现则存在较大差异。因此,MDUPLEX - LSTM具有更强的稳定性和可靠性。
本文进一步验证了以 LSTM模型为代表的机器学习算法可以应用在水库调度模拟领域。本文所提
出的 MDUPLEX - LSTM方法可以运用于修建有大型水库的流域径流模拟中,通过精确模拟水库调度出
流过程提升流域径流模拟精度。同时,MDUPLEX - LSTM模型具有较强的通用性,可以推广至更多调
度规则不同的水库开展水库出流模拟。
需要说明的是,非一致性条件不仅包括不同历史时期水文情势的非一致性,也包括未来水文情势
的不确定性。运用 MDUPLEX - LSTM方法预测未来水库出流过程时,需不断更新训练数据集,使模型
更好地学习最新的水库调度规律,进而提高对未来水库出流的模拟能力。此外,流域水文模拟涉及许
多水文要素,且均会受到水库调度影响,未来可对水库调度影响下其他水文要素的模拟开展研究。
参 考 文 献:
[ 1] SHINS,POKHRELY,MIGUEZ - MACHOG.High - resolutionmodelingofreservoirreleaseandstoragedynamics
atthecontinentalscale[J].EnergyPolicy,2019,55(1):787 - 810.
[ 2] TAIKANO,SHINJIROK.Globalhydrologicalcyclesandworldwaterresources[J].Science,2006,313:1068 - 1072.
[ 3] 宋晓猛,张建云,占车生,等.气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展[J].水利学报,2013,44
(7):779 - 790.
[ 4] WUW,MAYJR,MAIERRH,etal.Abenchmarkingapproachforcomparingdatasplittingmethodsformodel
ingwaterresourcesparametersusingartificialneuralnetworks [J].WaterResourcesResearch,2013,49(11):
7598 - 7614.
[ 5] BRODERICKC,MATTHEWST,WILBYLR,etal.Transferabilityofhydrologicalmodelsandensembleavera
gingmethodsbetweencontrastingclimaticperiods [J].WaterResourcesResearch,2016,52(10):8343 - 8373.
[ 6] GUOD,ZHENGF,GUPTAH,etal.Ontherobustnessofconceptualrainfall - runoffmodelstocalibrationand
evaluationdatasetsplitsselection :Alargesampleinvestigation[J].WaterResourcesResearch,2020,56(3):
e2019WR026752.
[ 7] SNEEDR.Validationofregressionmodels:Methodsandexamples[J].Technometrics,2012,19(4):415 - 428.
[ 8] MAYR,MAIERH,DANDYG.DatasplittingforartificialneuralnetworksusingSOM- basedstratifiedsampling
[J].NeuralNetworks,2009,23(2):283 - 294.
[ 9] ZHENGFF,CHENJY,MAIERH R,etal.Achievingrobustandtransferableperformanceforconservation -
basedmodelsofdynamicalphysicalsystems [J].WaterResourcesResearch,2022,58:e2021WR031818.
[10] 张玮,郑雅莲,刘志武,等.物理机制引导的水库调度深度学习模型研究[J].水力发电学报,2023,42
(3):13 - 25.
[11] LECUNY,BENGIOY,HINTONG.Deeplearning[J].Nature,2015,521(7553):436 - 444.
[12] KRATZERTF,KLOTZD,BRENNERC,etal.Rainfall - runoffmodellingusinglongshort - term memory(LSTM)
networks[J].HydrologyandEarthSystem Sciences,2018,22(11):6005 - 6022.
[13] ZHANGD,LINJ,PENGQ,etal.Modelingandsimulatingofreservoiroperationusingtheartificialneuralnet
work ,supportvectorregression,deeplearningalgorithm[J].JournalofHydrology,2018,565:720 - 736.
[14] YANGS,YANGD,CHEN J,etal.Real - timereservoiroperationusingrecurrentneuralnetworksandinflow
forecastfrom adistributedhydrologicalmodel [J].JournalofHydrology,2019,579:124229.
[15] 汤正阳,张迪,林俊强,等.基于循环神经网络算法的水库调度模拟[J].水电能源科学,2021,39(5):
83 - 86,70.
[16] BORANZ,JUN L, JUNQIANG L, etal.Cascadereservoirsadaptiverefinedsimulationmodelbasedonthe
mechanism - AIcouplingmodelingparadigm [J].JournalofHydrology,2022,612(PB).doi:10.1016?j.jhyclrol.
2022.128229.
[17] YALIANZ,PANL,LEIC,etal.Extractingoperationbehaviorsofcascadereservoirsusingphysics - guidedlong -
6
— 3 9 —