人民长江

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1. 2024年第9期目次

人民长江 2024, 55 (9): 0-0.

摘要（307）

PDF （5442KB）（310）

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2. 水工程联合调度知识图谱构建与应用研究

黄艳, 王权森, 卢程伟, 关雄, 郑浩, 周涛

人民长江 2024, 55 (9): 2-9. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.09.001

摘要（278）

PDF （4470KB）（438）

为了将水工程调度与新一代信息技术进行深度融合，立足流域水工程调度业务需求，按照知识建模、知识抽取、知识存储以及知识应用的总体思路，提出了合理可行的水工程联合调度知识图谱构建与应用总体技术方案，以及场景驱动的水工程联合调度本体构建方法。具体阐述了结构化、非结构化信息挖掘与知识抽取技术以及基于Neo4j图数据库的知识索引与可视化，并从防洪调度、水资源调配两个方面探索知识图谱的应用实例与发展方向。研究初步实现了调度知识图谱构建全流程贯通，可为知识图谱在水工程联合调度领域的进一步发展与应用提供借鉴。

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3. 基于弹塑性模型参数反演的高土石坝地震响应预测

刘京茂邵伟峰邹德高屈永倩迟福东

人民长江 2023, 54 (9): 184-190. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.09.024

摘要（273）

PDF （4545KB）（524）

合理准确描述堆石料的力学特性是高土石坝地震响应预测和安全评价的重要前提。以特高心墙坝填筑期变形的监测结果为目标值开展了三维反演分析，获取了反映大坝真实状态的坝料广义塑性模型和邓肯张E-B模型的参数，探讨了两种本构模型描述高土石坝变形的精度，随后采用反演的广义塑性模型参数开展了高土石坝的地震响应预测及安全评价。结果表明：目前反演分析常用的邓肯张E-B模型无法兼顾竖向和水平变形，且反演参数无法用于动力分析；静动统一的广义塑性模型计算的竖向和水平位移均与实测结果吻合良好，并可直接用于大坝的动力响应预测。所建立的一整套基于弹塑性模型参数反演的高土石坝地震响应预测分析方法，可为高土石坝的安全评价和风险预警提供可靠的技术支撑。

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4. 输水工程淡水壳菜污损风险及减缓措施

高菲梅朝陈思宝吉绪新段光福

人民长江 2024, 55 (S1): 1-5. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.001

摘要（235）

PDF （1997KB）（351）

针对罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程潜在的淡水壳菜入侵风险，对两座水库开展了淡水壳菜及其水生生境调查。结合水生生境、浮游动植物、底栖动物、鱼类等数据，分析水库水生动物多样性时空格局及其对淡水壳菜生长繁殖的影响，探讨淡水壳菜防治的关键影响因素。从罗田水库、铁岗水库、输水管道及其他构筑物3个方面开展淡水壳菜污损时空分布预测，并提出减缓淡水壳菜生物污损的措施与建议。

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5. 新阶段提升长江流域水能资源利用效能研究

陈桂亚陈潇蔡淑兵洪兴骏张利升

人民长江 2023, 54 (10): 1-6. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.10.001

摘要（220）

PDF （1463KB）（359）

为顺利推进新阶段水能资源开发与合理利用，分析了现阶段水能资源利用现状，以及风光新能源大幅并网运行后面临的机遇与挑战；以长江流域为研究对象，结合流域内典型案例，论证提出了拓展水能资源合理利用的改造增容、电站扩机及水库群优化调度等路径，从政策支持、电价形成机制、流域水风光联合调度与管理角度提出了有关建议。结果表明：(1)对存量常规水电机组进行增容改造无明显制约因素，具备广阔前景；(2)电站扩机符合能源绿色转型要求，在提升水电站电量容量效益、增强电站机组运行灵活性等方面作用显著；(3)水库群优化调度既可充分发挥水利水电工程自身综合效益，亦可结合水风光储一体化调度进一步释放常规水电的调节性能。

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6. 基于时空变源分布式模型的流域洪水复盘分析方法——以海河流域北三河系“23·7”较大洪水为例

马强，史朝旭，赵悦，杨邦，张晓祥，刘昌军

人民长江 2024, 55 (7): 1-9. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.07.001

摘要（215）

PDF （8664KB）（556）

海河流域北三河系覆盖北京、天津、河北三省(直辖市),其防洪安全事关当地社会经济发展。为有效应对气候变化影响下极端暴雨频发所带来的洪水防御新挑战，提出了一种时空双维度流域性洪水复盘新思路，以“23·7”北三河系较大洪水为例，通过构建时空变源分布式水文模型结合暴雨时空统计分析对全河系洪水的发生、发展过程进行了模拟。模拟结果的确定性系数均大于0.7,洪峰相对误差均小于5%,所建模型可以较好地表征此次洪水的产流机制变化。分析发现，此次洪水过程中北运河流域产流以蓄满产流机制为主，潮白河流域产流则蓄满及混合产流两种机制均有体现，特别是靠近降雨集中区的山区平原过渡地带表现出明显的混合产流机制。建议在未来进一步完善流域防洪体系，重点提升该区域的水雨情监测能力。所提出的时空双维度下的流域性洪水复盘分析方法可为今后其他流域级洪水模拟复盘提供技术参考。

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7. 宜昌市“8·26”暴雨过程分析

黄静李芳祁宏

人民长江 2024, 55 (S1): 6-12. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.002

摘要（192）

PDF （36163KB）（347）

由于全球变暖，极端天气发生越发频繁，尤其是夏季经常有暴雨发生，对人民的日常生活造成了极大影响。利用常规气象观测资料、湖北省区域自动站观测资料、0.25°×0.25°的ERA5逐小时再分析资料，对2022年8月26～27日发生在宜昌市秭归县至夷陵区等地区的一次大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明：该暴雨过程是副热带高压控制为背景，在低空切变线和地面锢囚锋的配合下产生的，强降水落区主要位于水汽辐合中心右侧，此处有利于暖湿气流持续输送形成大暴雨；强降水发生前，宜昌市上空即存在水汽辐合中心，并且不稳定能量逐渐累积，强降水发生时，水汽供应充足、上升运动强烈从而造成本次大暴雨过程。

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8. 三峡库首典型山区县气温及降水特征分析

张丽叶丹张翠李芳陈章谭思阳

人民长江 2024, 55 (S1): 13-20. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.003

摘要（187）

PDF （12142KB）（276）

为了掌握三峡库首典型山区县气温和降水气候要素变化特征和规律，选取湖北省兴山县作为代表县，利用1958～2022年国家地面气象观测站、2012～2022年区域气象观测站逐日温度和降水气象数据，采用混合插值法、线性倾向评估法、5 a滑动平均法、累计距平法、Mann-Kendall突变检验法对平均气温、平均最高(最低)气温、高温(低温)日数、降水量、降水(暴雨)日数等气候要素进行时空特征分析。结果表明：(1)兴山县具有春秋气温舒适、河谷暖冬低温少、高山趋于暖湿化、雨量四季丰沛、夏季降水集中、雨热同季、立体气候特征显著的特点。(2)气温呈现“河谷高山地低”的空间分布特征，气温高值区主要出现在午后14:00～16:00;但低温日数趋于减少，冬季平均气温逐步上升，且年平均最低温度的增幅快于年平均最高温度，一定程度上表明寒冷程度趋于减弱。(3)降水呈现“西多东少、高山多于峡谷”的空间分布特征，随着海拔高度的升高，降水呈增加趋势，夏季增加幅度最大；6～8月为暴雨多发期，降水的时间跨度变小，出现短时强降水的概率增加。研究成果可为当地开展气象防灾工作减灾提供科学依据，以发挥三峡库首区生态系统调节功能。

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9. 基于陆气耦合模型系统的太湖流域洪水风险预测

吴娟林荷娟

人民长江 2023, 54 (11): 1-7. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.11.001

摘要（185）

PDF （16189KB）（325）

为解决太湖流域高密度感潮河网地区水位预报精度难提高、洪水淹涝实时风险评估计算效率低等问题，破解复杂平原河网地区“四预”难题，构建了太湖流域陆气耦合模型系统，该系统包括太湖流域水文水动力学耦合模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型。在2021年“烟花”台风期间，以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)数值模式网格、分区降雨预报为输入，分别应用基于河网多边形与汇流分布式动态单位线的水文水动力学模型预报太湖与河网代表站水位过程与超警超保区域，以及基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型预测太湖流域洪水淹涝风险区域与强度。研究结果表明：太湖流域陆气耦合模型系统实现了降雨预报网格、分区与河网多边形的耦合，水文水动力模型解决了太湖流域降雨与径流在空间上的均化问题；与分区降雨数值预报相比，网格降雨数值预报预测的超警超保区域、洪水淹涝风险区域与实际情况更加吻合。该系统在“烟花”台风期间的预测预报服务直接支撑了流域洪水与区域涝水科学错峰调度，提升了流域与区域的防汛统一管理水平，有效缓解了下游地区的防洪压力，社会经济效益显著。

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10. 面向数字孪生的水利专业模型构建关键技术

唐海华黄瓅瑶张振东冯快乐

人民长江 2024, 55 (3): 1-5. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.03.001

摘要（185）

PDF （2048KB）（407）

水利专业模型是在数字孪生平台中用于准确刻画各类业务孪生过程的关键手段，但现有模型大多针对局部技术点提出，技术路线较为分散，缺乏一套水利专业模型的完整技术体系。立足水利数字孪生建设对水利专业模型的构建、开发与应用需求，提出了水利专业模型的细粒度分解、嵌套复用、组装编排等分层构建技术，基于微服务的封装发布技术，以及面向孪生场景的业务支撑技术。研究成果可为水利数字孪生平台的模型库建设、应用及全生命周期管理提供可行途径和经验借鉴。

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11. 金沙江中游梨园水电站生态调度试验及效果分析

徐薇丁胜祥陈音超朱其广崔福宁

人民长江 2023, 54 (9): 82-90. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.09.011

摘要（184）

PDF （3048KB）（633）

水电工程实施生态调度以充分满足重要水生生物繁殖期的生态需求，是当前贯彻落实长江大保护的一项重要举措。2020～2021年金沙江中游梨园水电站连续实施了促进长薄鳅、圆口铜鱼等特有鱼类自然繁殖的生态调度试验，通过在梨园坝下江段设点观测鱼类早期资源和水文环境要素，以掌握鱼类自然繁殖对生态调度的响应情况，初步评估生态调度的实施效果。研究结果表明：鱼卵密度与坝下水温、出库流量有积极的响应关系；生态调度期间监测到圆口铜鱼、长薄鳅、中华沙鳅等鱼类的产卵活动；水温、流量条件是两年生态调度效果差异的主要影响因素。基于研究结果，提出了梨园水库生态调度优化建议：在金沙江中游特有鱼类资源衰退、适宜生境萎缩的背景下，建议尽快启动梨园、阿海等梯级水电站的联合生态调度试验，延长流水江段长度，保障特有鱼类的繁衍栖息。

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12. 基于等容瞬时单位线的水文模型研究

闫宝伟唐仪伟刘昱古东霖孙明博

人民长江 2024, 55 (6): 92-97. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.06.013

摘要（184）

PDF （3577KB）（462）

流域下垫面空间分布的不均匀性对径流的形成有较大影响，流域蓄水容量曲线解决了流域产流空间异质性的问题，但在采用瞬时单位线进行地表汇流计算时，又将其作为空间分布均匀的净雨处理，局部产流并没有实现局部的汇流。考虑汇流时间与蓄水容量的空间相关性，通过Copula函数构造二者的联合分布，以条件概率的形式反映不同蓄水容量处汇流时间的空间分布特征，进而以等蓄水容量为计算单元，提出了等容瞬时单位线的概念，相当于采用变单位线的方式计算单元产流量的地表径流，从而可以实现局部产汇流计算过程的统一。由此，创建了基于等容瞬时单位线的水文模型IIUHH,并根据Copula函数的类型构建了多种形式的IIUHH,最后选择清江上游作为案例进行验证。结果表明：Clayton型的IIUHH在研究区域表现更优，相比于新安江模型，Nash效率系数可以提高4%～12%,Kling-Gupta效率系数可以提高13%～27%,洪峰相对误差则可降低26%～36%,较大程度上提高了洪峰和洪水过程的模拟精度。研究成果可为流域高精度径流预报提供技术支撑。

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13. 2024年长江暴雨洪水特点与启示

官学文，张潇

人民长江 2024, 55 (10): 1-6. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.10.001

摘要（176）

PDF （2832KB）（336）

2024年主汛期，长江干流接连发生3次编号洪水，部分支流发生特大洪水，中下游干流城陵矶以下河段及两湖湖区全线超警，主要控制站洪峰水位居有实测记录以来第7～9位，其中汉口站最高水位为21世纪以来第3位(仅次于2020年和2016年)。2024年长江暴雨洪水受梅雨、台风等影响成因复杂，为深入分析洪水特点，系统梳理了暴雨洪水发展过程，详细分析了洪水特点与成因，并以长江流域水模拟体系为基础对洪水进行了还原和定性分析。结果表明：2024年长江暴雨洪水具有降雨总量大、强度大、洪水编号早、超警河流多、洪水涨势猛等特点。从成因上看，主要是暴雨叠加效应突出、极端性强，台风影响恶劣，同时两湖洪水严重遭遇，洪水顶托宣泄不畅，沿江排涝影响突出。通过还原分析表明，2024年长江洪水定性为中下游型区域性大洪水。通过总结此次洪水特点，初步探讨了当前极端天气事件多发、散发、重发的背景下，长江流域防洪面临的新情况与新问题，以期为未来一段时间长江流域洪水防御工作提供参考。

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14. 三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位研究Ⅱ——风险分析与运用方案

邹强胡挺饶光辉何小聪肖扬帆

人民长江 2024, 55 (2): 1-8. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.02.001

摘要（174）

PDF （1664KB）（281）

乌东德、白鹤滩水库投运后，长江上游水库群联合防洪调度为进一步提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位创造了有利条件。为提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位，针对金沙江下游梯级防洪库容投入运用条件，基于三峡坝址不同典型年的不同频率设计洪水，开展了荆江防洪和库区回水风险分析，提出了金沙江下游梯级配合三峡水库的等比例分级拦蓄方式，在确保荆江及库区防洪安全的前提下，提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位优化运用方案，给出了金下梯级预留防洪库容与三峡水库对荆江防洪库容的等效关系。研究结果表明：提出的等比例分级拦蓄方式综合了拦量和削峰两种模式，有效利用了金下梯级防洪库容，调度效果最好；提出的水位优化运用方案具备较好的防洪减灾效果，丰富完善了长江上游水库群联合防洪调度方案，可进一步减少中下游超额洪量。研究成果可为长江水库群实际洪水调度提供技术支撑和决策参考。

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15. 太湖流域防洪治理实践与思考

刘克强何爽

人民长江 2024, 55 (2): 9-17. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.02.002

摘要（167）

PDF （6813KB）（367）

太湖流域是典型低洼感潮平原河网地区，一直受洪涝灾害威胁。新中国成立后，经过多年建设，太湖流域初步建立了流域防洪减灾体系，成功应对了多场次洪水。回顾新中国成立以来太湖流域防洪治理历程和方略，可分为“分散治水、一轮治太、二轮治太”3个阶段，总结了3个阶段的人水关系，以及历经实践形成的“蓄泄兼筹、洪涝兼治，高低分开、分层设防，引排结合、综合治理”防洪治理方略。同时，采用水文统计及数学模型模拟等方法，研究了当前流域高度城镇化和气候变化背景下面临的防洪新形势，剖析了流域防洪面临的人水地矛盾突出、防洪焦点由太湖转化为河网、区域短历时降雨影响加剧和周边潮位呈波动上升趋势等新问题，探讨了新时期太湖流域韧性防洪减灾体系的设想，包括深化人水和谐理念、强化“四个转变”治理思路、采用“蓄泄兼筹、洪涝并治，分区扩排、两网统筹，多措协同、智慧管控”治理策略等。研究成果可为新时期太湖流域防洪治理提供参考。

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16. 长江-鄱阳湖顶托作用评价指标研究

陈璐邓金运

人民长江 2024, 55 (1): 1-5. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.01.001

摘要（165）

PDF （1725KB）（303）

长江与鄱阳湖形成的江湖交汇系统存在复杂的河床演变与物质能量交换，江湖顶托关系是影响江湖水量交换的重要因素，同时对整个区域的水资源、防洪、灌溉、航运、生态有着重要影响。以长江与鄱阳湖的交汇区为研究对象，从动量基本方程出发，建立了一套评估长江与鄱阳湖顶托强度的指标体系，提出了顶托强度指标——顶托角。研究结果表明：自20世纪80年代以来，顶托角整体上没有发生趋势性变化，说明长江对鄱阳湖的顶托作用在三峡水库蓄水后变化不明显。但从年内变化来看，在枯水期，由于三峡水库的补水作用，长江对鄱阳湖的顶托作用明显增强；在汛期，由于三峡水库的削减洪峰以及汛末蓄水，长江对鄱阳湖的顶托作用减弱。长江对鄱阳湖的顶托作用变化会在4～6月使湖水滞留湖区，易发生流域性洪水；在7～10月加速湖水的入江，使鄱阳湖的低水位形势持续恶化。研究成果可为长江和鄱阳湖的治理与保护提供参考。

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17. 三峡水库水质时空变化特征及影响机制研究

习文祥祝贤彬潘红忠姚华明刘明亮

人民长江 2024, 55 (2): 41-50. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.02.006

摘要（156）

PDF （3197KB）（282）

三峡工程建设运行后水库生态环境问题一直备受关注，水质状况复杂且不断变化，但在水库调度下水库水质时空特征及影响机制仍需探究。基于三峡水库2021年11个长江干流断面和2个支流断面的监测数据，利用水质指数(WQI)评价水库水质状况，并结合主成分分析(PCA)、Pearson相关性分析、单因素方差分析(One-way ANOVA)及随机森林(Random forest, RF)方法探究三峡水库在调度影响下水质的时空变化特征及影响机制。结果表明：(1)从空间尺度上看，各水质参数的变化具有明显的空间异质性，总体上水质状况从上游至坝前(朱沱到巫峡口断面)有所好转，朱杨溪断面的水质情况最差；(2)从月尺度上看，不同水质参数和WQI随年度水库调度规划期发生变化，TP和CODMn的浓度总体上呈现汛期(6～9月)>消落期(1～6月)和蓄水期(9～10月)>高水位期(10～12月)的特征，而DO、pH及WQI与前者相反，在消落期下降，汛期相对稳定，在蓄水期逐渐上升；(3)生态调度有益于提升三峡水库水质，推测由于2021年5月29日至6月3日和6月16～22日开展2次以“促进产漂流性卵鱼类繁殖”为目标的生态调度使得6月份水库水质明显提升；(4)多种统计分析手段结合RF方法表明，不同水质参数之间存在明显关联，TN、TP、NH3-N及CODMn之间呈显著正相关(r>0.3,p<0.01),pH和DO呈显著正相关(r=0.428,p<0.01),各参数均显著影响三峡水库WQI(p<0.01),其中浊度是影响三峡水库水质的最重要参数。研究结果可为三峡水库水环境可持续发展和水资源合理配置提供理论依据。

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18. 2025年第1期目次

人民长江 2025, 56 (1): 0-0.

摘要（155）

PDF （5826KB）（218）

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19. 基于混合孪生支持向量机的径流区间预测

冯仲恺付新月纪国良刘亚新牛文静黄海燕杨涛

人民长江 2024, 55 (4): 95-102. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.04.014

摘要（154）

PDF （3670KB）（459）

径流具有非线性和随机性特征，单一点预测模型难以精确刻画和描述径流演化过程。为此，提出了一种可有效量化径流波动范围的智能区间预测方法。首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解将非线性径流序列划分为若干子序列，并采用样本熵方法重构得到修正序列；其次以孪生支持向量机为基础，分别对复杂度较高的子序列构建区间预测模型、复杂度较低的子序列建立点预测模型，同时采用鲸鱼优化方法寻求满意的模型参数组合；最后将各子模型的预测结果叠加得到最终的预测区间。结果表明：所提方法具有良好的稳健性和可靠性，在点预测、区间预测等不同场景、不同预见期的性能指标均优于对比模型；如预见期为3 d时，对于黄河流域唐乃亥水文站，所得预测区间具有较高的可靠度与清晰度，其预测区间覆盖率PICP值为98.30%,预测区间平均宽度PINAW值为0.079 2,可靠度、清晰度分别平均提高了9.47%和32.66%。研究成果可为智能化径流预测提供行之有效的方法。

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20. 基于集成学习与深度学习的洪水径流预报研究

许月萍,周欣磊,王若桐,刘莉,顾海挺

人民长江 2024, 55 (9): 18-25. DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.09.003

摘要（153）

PDF （5515KB）（310）

深度学习模型凭借其对水文因素间复杂作用的优秀处理能力，在水文预报领域得到了一定的应用，然而，针对集成学习与深度学习耦合模型的研究仍有所缺失。通过融合集成学习AdaBoost算法与深度学习Informer模型，提出了一种组合模型，称为AdaBoost-Informer模型，以提高洪水径流预报的精度。该模型以历史雨量和径流数据作为数据输入，将具备长时序依赖捕获能力的Informer作为集成学习的弱预测器，使用网格搜索法进行超参数调优，使用AdaBoost集成学习算法对弱预测器进行加权组合得到强预测器。在浙江省椒江流域的应用分析表明：对比Random Forest、AdaBoost、Transformer、Informer等模型，AdaBoost-Informer模型表现最佳，RMSE为62.08 m3/s，MAE为23.83 m3/s，NSE为0.980，预报合格率为100%。所提模型可有效提高洪水预报精度，为防汛抢险和防洪系统调度提供决策依据。

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