收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Improved Calibration of Conceptual Hydrologic Models VIA GIS Aided Approach

H.A.Prasantha Hapuarachchi  
【摘要】: 要使概念性水文模型具有可操作性,其最基本的需要就是使预报结果分析具有功能的可发展性和模型的可率定性。显然,在建模的整个过程中,最关键的一点就是模型计算。概念性水文模型计算的目的是识别出一套独一无二的并且前后一致的模型参数,这种计算虽然表面上看来很简单,但是却是一项相当乏味并且复杂的工作。在过去十多年的时间里,许多研究者在考虑到概念性水文模型参数的独特性之后对这一问题表示了关注。通过观察认为,尽管推测参数估计技术可以对此有所帮助,但是引起这个问题的却并非完全是由于参数率定技术的效率低下,而是由于模型结构方面的问题。此在自动率定的过程中认识到模型结构所导致的问题是非常关键的。 本文对概念性水文模型自动参数率定中模型结构方面以及水文响应单位(HRU)的利用方面导致的问题进行了调查,在保持模型原有结构和基本模型参数的基础上通过集成GIS提高了模型的精度。考虑到模型概念的可完成性我们使用了新安江模型。起先在理想的条件下我们用单纯多边形进化(SCE-UA)的算法对新安江模型进行了计算,模型的输入假设是无误差的,用一套已经知的参数来计算输出的流量系列。结果SCE-UA方法能够100%的找出全局最优参数,这表明SCE-UA方法在新安江模型的自动参数率定中能够找到全局最优参数。然而,在用到现实中的流域数据的时候,由于数据的上下边界差距很大,很难找出一套稳定的参数。因此,可以认为在参数自动率定的过程中模型结构存在着一定的问题。新安江模型的参数相关性分析表明,KG和KI,B和EX,B和CG,EX和CS,B和K这些参数是高度相关的。虽然相关系数最高的是KG和KI,但是模型参数率定中大多遇到的问题都和参数B和EX有关。在这个问题上更进一步的研究发现新安江模型结构方面导致的问题大多可以通过给参数B和EX赋予恰当的值来解决。 在密赛流域,万家埠流域和Kalu流域开展的更进一步研究说明SEC-UA算法是有效的,在新安将模型自动率定中是一个有效的优化工具,它能够找到概念上合理可行的参数。除了B和EX之外,所有的新安江模型参数都可以同时用SEC-UA方法来率定。此外,根据逐年增加的输入数据开展的数据率定表明存在着一种积极的趋势,能够在某个特定的流域总结出一套通用的或者是独特的参数。 在研究的第二阶段,提出了利用概念性水文模型(新安江模型)对水文响应单位进行讨论,讨论流域选择在斯里兰卡的Kalu河的上游。传统子流域的划分用的是泰森多边形的方法, 而在HRU概念中,每个HRu(土地利用情况一致)都是一个子流域。计算结果和S、军AT模型 的计算结果进行了比较。结果表明运用HRu的新安江模型优于一般的新安江模型和s伪叭T 模型。所以运用HRU可以使概念性水文模型的计算精度显著提高。 分布式水文模型的参数都具有严格的物理意义,因此其计算对于高质量的数据依赖性非 常强。但是概念性水文模型在率定的时候就可以调整它的参数,因此,大多数参数都不能够 代表真值。因此做出结论,在输入数据有限或者是不完整的的情况下概念性水文模型的计 算结果优于分布式水文模型。 从需要找出最优参数组的目标函数的个数的角度来看,HRu在新安江模型中的运用不 如一般的新安江模型。在HRU的应用中,SEC一UA算法在进行目标函数评价的耗时方面是普 通算法的4.5倍,而在HRU的应用中需要优化的参数个数是普通算法的2.5倍。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘苏宁;甘泓;魏国孝;;粒子群算法在新安江模型参数率定中的应用[J];水利学报;2010年05期
2 ;三水源新安江模型的应用[J];水文;1999年S1期
3 王金伟;王丕国;张玉君;姜政同;乔贵毅;许炜;赵明哲;李毅;董文全;;基于新安江模型的英那河水库洪水预报方案研究[J];中国水运;2017年09期
4 宋昭义;;新安江模型在无资料流域冷水河的应用研究[J];环境科学与技术;2016年S2期
5 杨国威;;新安江模型在大赉站的应用[J];东北水利水电;2017年09期
6 陈建;王建平;谢小燕;李春红;;考虑人类活动影响的改进新安江模型水文预报[J];水电能源科学;2014年10期
7 张行南;;模糊数学在新安江模型参数自动优选中的应用[J];河海大学学报;1988年03期
8 赵人俊;王佩兰;;新安江模型参数的分析[J];水文;1988年06期
9 李秀杰;;三水源新安江模型在吉林省的推广与应用[J];东北水利水电;1988年10期
10 王佩兰;赵人俊;;新安江模型(三水源)参数的检验[J];河海大学学报;1989年04期
11 庄一鸰;张泉生;张健云;李杰友;;新安江模型在岩溶地区的应用[J];河海大学学报;1989年04期
12 王佩兰;赵人俊;;新安江模型(三水源)参数的客观优选方法[J];河海大学学报;1989年04期
13 李致家,周轶,哈布·哈其;新安江模型参数全局优化研究[J];河海大学学报(自然科学版);2004年04期
14 郭君,董朝霞;遗传算法在三水源新安江模型参数率定中的应用研究[J];广东水利水电;2004年06期
15 王光生,周记华;新安江模型改进的尝试[J];水文;1998年S1期
16 李致家;张昊;姚成;阚光远;;单目标与多目标的全局优化算法在新安江模型参数率定中的耦合应用研究[J];水力发电学报;2013年05期
17 赵考生;;网格新安江模型在于桥水库洪水预报中的应用[J];水科学与工程技术;2017年05期
18 张海瑞;延耀兴;;基于系统理论的新安江模型分析[J];科技情报开发与经济;2007年07期
19 王凯;陈红雨;;新安江模型参数自动优化方法在淮河息县站水文模拟中的应用[J];治淮;2011年07期
20 谷一;王国庆;郝振纯;鲍振鑫;陈煜良;;基于新安江模型的曲江流域水文模拟研究[J];水资源与水工程学报;2018年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田奥;;新安江模型在预报方案研制中的应用[A];河流开发、保护与水资源可持续利用——第六届中国水论坛论文集[C];2008年
2 林凯荣;吕福水;;新安江模型分水源计算的改进与应用[A];流域水循环与水安全——第十一届中国水论坛论文集[C];2013年
3 陈可飞;孙晓敏;;新安江模型在半湿润地区的应用研究[A];流域水循环与水安全——第十一届中国水论坛论文集[C];2013年
4 熊立华;郭生练;;三水源新安江模型异参同效现象的研究[A];水问题的复杂性与不确定性研究与进展——第二届全国水问题研究学术研讨会论文集[C];2004年
5 许钦;任立良;;BTOPMC模型与新安江模型在史河上游的应用比较研究[A];环境变化与水安全——第五届中国水论坛论文集[C];2007年
6 王鹏;姜卉芳;穆振侠;;缺资料山区流域径流过程模拟研究[A];水与区域可持续发展——第九届中国水论坛论文集[C];2011年
7 谭峥;;新安江模型应用于洪水预报[A];重庆市水利学会“加快城市防洪抗旱减灾体系建设”专题研讨会论文汇编[C];2012年
8 鲁礼炳;付克金;张伦瑾;文海松;聂巍;;基于新安江模型的漳河水库洪水预测几个关键算法的实现[A];S12 水文气象、地质灾害气象预报与服务[C];2012年
9 ;基于WRF的栅格新安江模型模拟预报研究[A];第35届中国气象学会年会 S10 水文气象灾害形成机理、预报预测预警与风险评估新技术[C];2018年
10 包红军;王莉莉;李致家;蒋青柏;;基于DEM栅格的BTOPMC模型与新安江模型在沂河的应用比较[A];河流开发、保护与水资源可持续利用——第六届中国水论坛论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 H.A.Prasantha Hapuarachchi;[D];河海大学;2003年
2 袁飞;考虑植被影响的水文过程模拟研究[D];河海大学;2006年
3 邓超;月水量平衡水文模型的参数时变特征研究[D];武汉大学;2017年
4 易路;陆面水文模型TOPX的改进及其与区域气候模式WRF的耦合研究[D];南京大学;2018年
5 李向阳;水文模型参数优选及不确定性分析方法研究[D];大连理工大学;2006年
6 晋华;双超式产流模型的理论及应用研究[D];中国地质大学(北京);2006年
7 邢贞相;确定性水文模型的贝叶斯概率预报方法研究[D];河海大学;2007年
8 苏凤阁;大尺度水文模型及其与陆面模式的耦合研究[D];河海大学;2001年
9 周艳春;森林火灾对流域蒸散发和径流的影响研究[D];大连理工大学;2013年
10 李力;半干旱半湿润流域洪水预报模型的研制及应用[D];西安理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐帆;新安江模型参数校准问题的多目标优化模型研究[D];西安电子科技大学;2017年
2 白娟;基于改进神经网络的四水源新安江模型的研究应用[D];北京工业大学;2018年
3 喻丽莉;新安江模型的径流预报特性研究[D];华中科技大学;2018年
4 李璞媛;新安江模型在山丘区洪水预报中的应用研究[D];华北水利水电大学;2017年
5 谢鸣超;基于新安江模型的洪水预报系统设计与实现[D];南昌航空大学;2018年
6 王振亚;新安江模型和NAM模型在资水流域的比较应用[D];河海大学;2007年
7 孙倩莹;概念性水文模型参数率定及滚动预报修正研究[D];大连理工大学;2017年
8 OTACHE, YUSUF MARTINS;[D];河海大学;2004年
9 张海瑞;基于系统理论的半干旱半湿润流域洪水预报模型的研制及其应用[D];太原理工大学;2007年
10 顾令宇;沂沭泗流域洪水预报调度模型研究[D];河海大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 中科院院士 武汉大学水安全研究院院长 夏军;从“新安江模型”到“新安江实践”[N];安徽日报;2018年
2 通讯员 吕安琪;降下来的雨到哪儿去了[N];中国教育报;2019年
3 徐宗学 北京师范大学水科学研究院;水文模型的现在与未来[N];中国水利报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978