近日，水利与土木工程学院李芳芳教授团队在《水资源研究》（Water Resources Research）在线发表研究论文《评估大规模水库对区域降雨的影响》（Assessment of Large-Scale Reservoirs' Impact on the Local Precipitation）。本研究利用可解释的机器学习模型深入探讨了气候变化影响下，大型水库的修建对当地降雨的影响，之后利用SHapley方法探究了降雨变化的驱动因素并利用相关数据进行了验证。

随着水利事业的蓬勃发展，中国成为了世界上大型水库修建数量最多的国家，在大型水库的修建和运行过程中，土地利用类型的变化；水库运行导致的局地小气候变化都会对区域降雨造成复杂的影响。特别是在气候变化加剧的背景下评估水库对区域降雨的影响变的更加困难。本研究通过巧妙的数据分解和区域划分利用可解释的机器学习方法剔除自然变化的影响，通过重建更加吻合自然状态的降雨与实际降雨比较探究大型水库对区域降雨值的影响。并通过计算降雨的空间质心变化追踪降雨转移的路径，明晰水库修建的“抓手”作用。最后利用Shapley方法对模型进行解释，揭示了土壤湿度变化的关键作用并利用相关数据进行了验证。研究框架如图(1)：

图1 模型建立的基本框架

结果表明，大型水库的建设显著增加区域降水大约14%，这种增加在之前的评估方法中可能被低估了5%左右。水库还导致了区域降水的质心向水库所在的方向移动，改变了区域降水分布的空间格局。Shapley分析的结果表明，水库建设后区域降水由相对稳定的降雨影响因子控制，其中土壤湿度尤为重要，且土壤湿度的变化与降雨变化呈现显著的正相关如图（2-3）：

图2 Shapley分析结果 

图3 结果的图形摘要

中国农业大学水利与土木工程学院李芳芳教授团队博士研究生周涵为文章的第一作者，李芳芳教授为通讯作者，北京师范大学的裘钧教授，团队已经毕业的路后亮博士，李梦佳硕士参与了相关工作，该研究得到了国家自然科学基金的支持。

        原文链接： https://doi.org/10.1029/2025WR039938