基于长短记忆模型的鄱阳湖流域径流模拟及其演变的归因分析

摘要

气候变化和人类活动直接或间接的影响着全球和区域水文循环过程,是导致水文水资源时空分布的主要因素,同时也是流域-湖泊水文情势变化的根本原因.本文基于长短记忆模型构建了鄱阳湖气象—径流模型,同时引入了基准期的概念,定量区分了导致鄱阳湖流域径流变化的主要影响因素.研究结果表明:在同时考虑计算效率和模拟效果的前提下,采用10 d预测窗口大小来构建鄱阳湖气象—径流模型能够很好地捕捉径流的极值,并且对径流的短期波动也能有很好的体现.训练期模型在各个子流域的纳什效率系数均高于0.94,而在验证期,模型在各个子流域的纳什效率系数均高于0.90.基于径流模拟结果,定量区分了人类活动和气候变化对鄱阳湖径流的影响,研究结果显示:人类活动对径流的影响主要发生在春、秋季,其中,人类活动在春季主要会造成径流的增加,平均增加幅度约为139.47 m3/s,而在秋、冬季,人类活动则会导致径流平均减少约34.37 m3/s.对比二者的相对贡献率,可以发现,春季人类活动对径流造成的影响较大,平均相对贡献率为77.26％.而在其余季节,鄱阳湖流域径流过程的改变主要是由于气候变化,平均相对贡献率约75.84％.研究结果能够为鄱阳湖流域水资源管理提供科学依据和理论指导.