本網(wǎng)訊 近日，《Water Research》（中科院一區(qū)Top，IF=11.4）刊發(fā)我校工學(xué)院王笑宇博士課題組在巢湖水質(zhì)預(yù)測(cè)理論方法研究中的最新成果《Predicting abrupt depletion of dissolved oxygen in Chaohu lake using CNN-BiLSTM with improved attention mechanism》。
該研究以探尋近年來(lái)淡水湖泊中溶解氧濃度驟降造成大規(guī)模魚(yú)類(lèi)死亡等生物災(zāi)難的規(guī)律為目標(biāo)，以2020-2023年的高頻水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一種卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和注意力機(jī)制(AM)改進(jìn)的雙向長(zhǎng)短期記憶（BiLSTM）耦合模型（AC-BiLSTM）來(lái)預(yù)測(cè)溶解氧的濃度變化，并用相關(guān)性分析和重要性排序分析揭示誘導(dǎo)生物災(zāi)難事件發(fā)生的科學(xué)機(jī)理。結(jié)果表明：機(jī)器學(xué)習(xí)模型成功地捕捉了時(shí)間序列中的全局依賴(lài)關(guān)系；由人類(lèi)活動(dòng)引起的突發(fā)性點(diǎn)源污染是造成溶解氧驟降的主要原因；流速變化可以增加污染后湖泊的自?xún)裟芰ΑＱ芯砍晒蔀楹此|(zhì)的短期預(yù)測(cè)和變量響應(yīng)機(jī)理的模型解譯提供技術(shù)支撐和科學(xué)指導(dǎo)。
工學(xué)院王笑宇博士為第一作者，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一單位，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)朱梅教授、貴州理工學(xué)院劉振男副教授、南京水利科學(xué)研究院王國(guó)慶教授級(jí)高工在論文寫(xiě)作和修改過(guò)程中提供了技術(shù)指導(dǎo)，2020級(jí)農(nóng)業(yè)水利工程本科生唐小毅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和主體建模工作。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、黃河聯(lián)合基金項(xiàng)目以及安徽省高校科研計(jì)劃項(xiàng)目、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科學(xué)基金項(xiàng)目、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)穩(wěn)定和引進(jìn)人才科研資助項(xiàng)目資助。（文/圖/王笑宇 編輯/陳鑫誠(chéng) 預(yù)審/鄭雪林 審核/夏曉昀）
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122027
