小波神经网络模型在滁河流域南京段洪水预报中的应用
2021-01-19朱永军湛忠宇
人民珠江 2021年1期
关键词:模型
朱永军,湛忠宇
(江苏省水文水资源勘测局南京分局,江苏 南京 210008)
小流域洪水预报是当前水文科学中亟待研究的一个方向[1]。中国小流域众多,洪水频发,一般具有历时短、突发性强等特点,洪水预报难度较大。特别是在梅雨季节,它经常会引发一系列地质灾害,例如泥石流和滑坡,也很可能破坏生态环境等。因此,研究如何提高小流域洪水预报的精度十分有意义。
国内外学者纷纷对小流域洪水预报进行分析探讨,基于物理意义的水文模型如新安江模型、SWAT模型、HEC-HMS模型等已广泛应用于各个小流域[2-5],并取得了显著的成效。无需考虑物理过程的神经网络可搭建输入与输出的复杂关系,引起了水文预报研究者的极大关注。1986年Rumelhart等正式提出BP神经网络,1981年Jean Morlet建立了Morlet小波,1997年,李建平出版的《小波分析与信号处理——理论》,介绍并检验了小波分析的应用研究成果[6],日益成熟的神经网络应用于各个领域[7-8],获得了不错的效果。BP神经网络作为最常用的人工神经网络[9],已在河道洪水预报、降水径流过程模拟中取得广泛的应用[10-11]。BP神经网络在收敛速度和适应性等方面仍有一定的提升空间,而小波神经网络有更强的适应性和泛化能力,往往预报精度更高,在水文水资源等领域得到了很好的发展[12-15]。滁河流域南京段承受上游过境洪水的同时又受下游江潮顶托,洪水聚集较快而河道排泄不通[16],洪水预报精度偏低,本文通过新建小波神经网络和BP神经网络洪水预报模型,应用于滁河流域南京段研究区,以此来对比模型的适应性和预报的准确性,从而为研究区选择高效精准的洪水预报模型提供参考依据。……
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