受降水量、径流等因素的影响,水库的长期水位预测面临巨大挑战。提出了一种新的基于长短期记忆(Long Short Term Memory, LSTM)网络的时间序列模型,对沂沭泗流域中的石梁河水库水位进行了预测和性能评价。该模型整合了降雨、水流和土壤含水量等历史信息,并通过实验获取最优预测步长,从而提高了模型的预测准确度,并且稳定性更好,避免出现较大的误差。实验使用Nash-Sutcliffe效率(NSE)、Pearson相关系数平方(R;)和绝对均方根误差(Root Mean Square Errors, RMSE)等评价指标,与基本的多层感知机模型和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)比较,得出如下结论:① LSTM模型的预测值不存在明显较小的波峰或波谷;②模型的预测精度不会随着预测时间步长的增加而急剧下降;③在真实的洪水事件预测中,雨量较小时不会引起预报线的波动,且预测洪峰时偏离度较小。当然,如何在大规模流域中应用该模型,以及对流域中的多个水库水位同时预测等问题,将在未来的工作中进行进一步的研究和分析。
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