Page 31 - 2025年第56卷第6期

X t 为 当前输入。
͂
候选隐藏状态 h t 计算公式和最终隐藏状态 h t 计算公式如下：
͂
h t = tanh(W ⋅ [ R t *h t - 1 ，X t ]) （6）
͂ （7）
h t = (1 - Z t )*h t - 1 + Z t *h t
式中：* 表示元素级乘法；tanh 为激活函数。
采用纳什效率系数（NSE）、径流总量相对误差（RE）、平均绝对误差（MAE）和洪峰相对误差（PRE）
四个指标来评价模型的模拟精度，计算公式如下：
∑( Q i - Q i ) 2
N
i = 1 o， f，
NSE = 1 - N （8）
∑( Q o， i - Q o ) 2
-
i = 1
N N
∑ Q f， ∑ Q o， i
-
i
i = 1 i = 1 × 100%
RE = （9）
N
∑ Q o， i
i = 1
N
∑ | Q f， i - Q o， i |
i = 1
MAE = （10）
N
Q - Q
PRE = f，peak o，peak × 100% （11）
Q
- o，peak
式中：N 为样本数量；Q o 和 Q o 分别为观测流量和其平均值；Q f 为预报流量；Q 和 Q 分别为每场
f，peak o，peak
洪水预报和观测洪峰流量。
3 研究区域和数据处理

3.1 区域概况 本文研究区域为长江宜昌-螺山区间与洞庭湖组成的长江-洞庭湖系统，位于 28°30′—
30°50′N，111°40′—113°10′E，区域面积为 58 872 km ，是长江中游的重要调蓄型江湖系统。由图 1 可
2
见，洞庭湖北侧与长江相接，通过松滋、太平、藕池三个连接口接收长江的水量，俗称“三口”。其
西侧和南侧则分别有澧水、沅江、资水、湘江这四条河流注入，合称为“四水”。“三口”与“四水”
共同向洞庭湖汇流调蓄后由城陵矶汇入长江，形成了复杂的长江-洞庭湖系统。螺山站位于洞庭湖出
水口下游 24.5 km 处，是长江-洞庭湖系统的流量出口控制站。
长江-洞庭湖系统及子流域概化图如图 2 所示，新江口、沙道观、弥陀寺、城陵矶（七）4 个站点的
属于系统内部水量交换，不影响系统水量平衡，因此未纳入模型输入。长江-洞庭湖系统中宜昌、高
坝洲、河溶 3 个水文站分别控制长江干流、清江、沮漳河入流；石门、桃源、桃江、湘潭 4 个水文站
分别控制澧水、沅江、资水和湘江入流。
3.2 数据处理与模型输入
（1）数据处理。本文收集整理了 2010—2023 年汛期（5—9 月）宜昌、高坝洲、河溶、石门、桃源、
桃江、湘潭、螺山 8 个水文站的每日 02：00、08：00、14：00、20：00，6 h 时段流量，301 个雨量站实
测和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）预报日降
雨量，采用泰森多边形法分别计算未控区间内江汉平原和洞庭湖区两个子流域的面雨量。实测日降雨
量和 ECMWF 预报日降雨通过平均分配方式插值为 6 h 时段。采用长江水利委员会水文局建立的前期影
响雨量-降雨-径流关系图计算各子流域净雨量。
（2）模型输入输出。模型输入分别为宜昌、高坝洲、河溶、石门、桃源、桃江、湘潭和螺山 8 个水
文站前 12 个时段的流量，江汉平原和洞庭湖 2 个子流域前 12 个时段的净雨量，预见期内各水文站预报
流量和 ECMWF 预报雨量；模型输出为螺山站预报流量。

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