考虑产流模式空间分布的流域-城市复合系统洪水预报模型

作者：刘成帅; 孙悦; 胡彩虹^*; 赵晨晨; 徐源浩; 李文忠

来源：水科学进展, 2023, 34(04): 530-540.

DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2023.04.006

• 流域-城市复合系统
• 洪水预报
• 产流模式
• 机器学习
• GRGM-LSTM模型
• 中牟站控制流域

为解决流域-城市复合系统洪水协同预报问题，本文将流域和城市纳入统一空间范畴，在提出易发生产流模式辨析框架的基础上，耦合网格产流计算模型(GRGM)和长短时记忆神经网络(LSTM)构建了GRGM-LSTM洪水预报混合模型。以贾鲁河中牟站控制流域为例，基于18场实测洪水进行模型检验，同时将预报结果与暴雨洪水管理模型(SWMM)、GRGM-SWMM模型进行对比分析。研究表明：(1) GRGM模型模拟产流量相对误差、决定性系数平均值分别为8.41%、0.976,考虑产流模式空间分布的产流计算更为准确；(2)预见期小于6 h时，GRGM-LSTM混合预报模型纳什效率系数大于0.8,比GRGM-SWMM、SWMM等物理机制模型具有更好的模拟性能；(3)预见期大于6 h时，GRGM-LSTM混合模型出现一定的精度损失，预见期增至12 h时，GRGM-SWMM模拟精度高于GRGM-LSTM模型。研究成果可为流域-城市防洪减灾协同管理提供科学依据。

• 单位
  中山大学; 郑州大学; 土木工程学院