亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        水文模型參數(shù)綜合敏感性系數(shù)分析

        2017-08-28 16:51:00王權(quán)威
        水力發(fā)電 2017年6期
        關(guān)鍵詞:洪量洪峰水文

        王權(quán)威,唐 莉

        (太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原030024)

        水文模型參數(shù)綜合敏感性系數(shù)分析

        王權(quán)威,唐 莉

        (太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原030024)

        水文模擬中的雙超產(chǎn)流模型需要一系列具有空間分布特征的參數(shù)對(duì)流域產(chǎn)流過(guò)程進(jìn)行模擬。以榆社水文站10場(chǎng)次洪水為研究對(duì)象,以雙超模型參數(shù)經(jīng)驗(yàn)初值作為基值,采用擾動(dòng)分析法對(duì)參數(shù)的敏感性進(jìn)行分析優(yōu)化。通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)與模擬計(jì)算,得到各參數(shù)對(duì)洪水的敏感性系數(shù),借助變異系數(shù)法算出模型參數(shù)的綜合敏感性系數(shù)。研究表明,模型參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的水文要素,其敏感性系數(shù)與相關(guān)性會(huì)有所改變,各水文要素下參數(shù)綜合敏感性系數(shù)大小排序?yàn)镾r>b>Ks>α0>σ≈c。

        敏感性系數(shù);參數(shù)分析;擾動(dòng)分析法;變異系數(shù)法;雙超模型

        流域水文過(guò)程受氣象條件和流域下墊面的共同作用,在時(shí)空尺度上發(fā)生著巨大的變化[1]。雙超產(chǎn)流模型要求輸入的參數(shù)較多,并且由于參數(shù)在獲取過(guò)程所產(chǎn)生的誤差以及評(píng)估的困難,使得確立模型參數(shù)值的工作量很大,模型的運(yùn)行效率和模擬精度不高[2-3];本文以適用于半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)的雙超產(chǎn)流模型為研究對(duì)象[4],通過(guò)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行敏感性分析,識(shí)別模型輸出響應(yīng)的重要影響參數(shù),為參數(shù)率定提供條件,進(jìn)而減少模型參數(shù)率定過(guò)程中的盲目性,提高模型運(yùn)行的可靠性與預(yù)報(bào)精度[5]。

        1 研究區(qū)概況與資料來(lái)源

        榆社水文站位于榆社縣箕城鎮(zhèn),控制流域面積702 km2,屬海河流域南運(yùn)河水系的濁漳河北源的上游端。流域內(nèi)多年平均降雨555.2 mm,實(shí)際發(fā)生最大降雨量724 mm(2003年),最小降雨量259.1 mm(1965年),汛期占全年降雨量的65%,多年平均蒸發(fā)量1 200 mm。

        研究資料皆來(lái)自榆社水文站與控制流域內(nèi)10處雨量站連續(xù)記錄的降雨量摘錄表、洪水摘錄表、日蒸發(fā)資料。

        2 模型介紹

        2.1 模型建立

        雙超模型所模擬的產(chǎn)流機(jī)理是面對(duì)單元的而非全流域的。其基本概念是將徑流成分(即水源)分為超滲徑流和超持徑流兩部分。為反映下墊面和氣象等因素的空間變化,雙超模型需對(duì)流域進(jìn)行離散化處理,每個(gè)離散單元有對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)。雙超產(chǎn)流模型要求輸入的參數(shù)較多;而且由于參數(shù)在獲取過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差以及評(píng)估的困難,使得確立模型參數(shù)值的工作量很大,模型的運(yùn)行效率和模擬精度不高[1]。本文對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了空間等比例縮放,引入了比例因子簡(jiǎn)化參數(shù)調(diào)整方式。

        利用數(shù)字高程模型DEM,由空間分析繪出流域、流域河網(wǎng)與子流域邊界,提取各流域水文要素。流域離散化要在其他數(shù)據(jù)的空間分辨率允許條件下盡可能地細(xì)化,以便于區(qū)分空間要素分異性并提高處理的精度[6]。各單元有關(guān)地形參數(shù)由數(shù)字流域自動(dòng)提取,在各單元上獨(dú)立計(jì)算產(chǎn)流量與蒸散發(fā)量。

        2.2 模型參數(shù)及取值范圍

        雙超模型主要有9個(gè)參數(shù),本文研究參數(shù)具體說(shuō)明如下:

        (1)Sr為充分風(fēng)干土壤的宏觀吸收率,是指土壤對(duì)水分的最大吸收能力隨土質(zhì)的不同而不同。其取值范圍一般為16~43。

        (2)Ks為飽和土壤的宏觀導(dǎo)水率,是指土壤水分飽和時(shí)的滲透能力隨土質(zhì)不同而異一般在土壤疏松、植被覆蓋情況好的地區(qū)該值較大;在植被覆蓋情況差的地區(qū)較小。其取值范圍一般為1.1~4.1。

        (3)b為反映流域歸一化曲線(xiàn)線(xiàn)型的參數(shù)b。其值越大模擬的地表徑流越大,取值范圍一般為1~6。

        (4)σ為側(cè)排系數(shù)每一土層對(duì)應(yīng)一個(gè)側(cè)排系數(shù)σi。σi值越大則超持徑流越大,取值范圍一般為0~1。

        (5)C為土壤孔徑級(jí)配參數(shù),反映土壤顆粒的級(jí)配情況。其視不同地區(qū)的土壤級(jí)配好壞而異,無(wú)量綱。其取值范圍一般為3~6。

        (6)α0為臨界雨強(qiáng)因子,反映流域產(chǎn)流臨界雨強(qiáng)的參數(shù)。其取值范圍一般為0~0.5之間。

        3 參數(shù)敏感性分析

        3.1 敏感性分析理論依據(jù)

        本文采用局部分析法對(duì)參數(shù)空間中的一點(diǎn)進(jìn)行敏感性分析[7]。將模型參數(shù)Sr、Ks、C、b上下變動(dòng)10%,α0、σ上下變動(dòng)0.01,計(jì)算輸出結(jié)果的變化情況。本文使用相對(duì)敏感性值將參數(shù)敏感性歸一化,計(jì)算敏感性指數(shù)I,進(jìn)行參數(shù)之間敏感性的對(duì)比

        I=(ΔO/ΔFi)·(Fi/O)

        (1)

        式中,O為模型模擬輸出結(jié)果;Fi為影響O的因子(參數(shù));ΔO為模型模擬輸出結(jié)果的改變量;ΔFi為表示影響O的因子(參數(shù))的改變量。

        根據(jù)I,可將敏感性進(jìn)行分類(lèi)(分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1)。

        表1 參數(shù)敏感性分類(lèi)

        3.2 參數(shù)敏感性分析

        應(yīng)用式(1)將計(jì)算得到的10場(chǎng)洪水的洪量和洪峰進(jìn)行對(duì)比(見(jiàn)表2)。

        表2 1966年洪水參數(shù)敏感性分析

        表2中正負(fù)號(hào)表示參數(shù)變化與洪峰及洪量的相關(guān)性,正號(hào)為正相關(guān),負(fù)號(hào)則為負(fù)相關(guān)。對(duì)所選10場(chǎng)次洪水分別進(jìn)行參數(shù)敏感性計(jì)算,求得參數(shù)敏感性均值(見(jiàn)表3)。

        表3中參數(shù)Sr、Ks、b對(duì)洪量的敏感性大于對(duì)洪峰的敏感性,且敏感性差值大小排序?yàn)镾r>Ks=b。

        4 參數(shù)綜合敏感性系數(shù)的確定

        4.1 變異系數(shù)法

        從前述分析可知,模型參數(shù)敏感性大小是相對(duì)的,對(duì)應(yīng)不同水文要素時(shí),其模擬結(jié)果是有所不同的。本文采用變異系數(shù)法計(jì)算綜合敏感性系數(shù)。

        表3 參數(shù)敏感性分析成果

        設(shè)有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中有m個(gè)指標(biāo)數(shù)值,則各項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差

        (2)

        各項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)

        (3)

        式中,vj為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的變異系數(shù)。各項(xiàng)指標(biāo)在所有評(píng)價(jià)指標(biāo)中所占的權(quán)重

        (4)

        式中,wij為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)在所有指標(biāo)中所占的權(quán)重。

        4.2 成果對(duì)比

        應(yīng)用變異系數(shù)法結(jié)合表3可得模型參數(shù)綜合敏感性系數(shù)(見(jiàn)表4)。

        表4 模型參數(shù)綜合敏感性系數(shù)

        由表4可得:模型參數(shù)綜合敏感性大小排序?yàn)镾r>b>Ks>α0>σ≈c;參數(shù)Sr、b、Ks為敏感性參數(shù);參數(shù)α0為一般敏感參數(shù);C為不敏感參數(shù)。

        前人曾對(duì)雙超模型參數(shù)采用傳統(tǒng)擾動(dòng)分析法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了敏感性分類(lèi)[6],但未對(duì)模型參數(shù)敏感性系數(shù)進(jìn)行定量計(jì)算。本文通過(guò)定向的改變參數(shù)大小,在定量計(jì)算模型參數(shù)敏感性的基礎(chǔ)上,得到了其與目標(biāo)函數(shù)的相關(guān)性;再結(jié)合變異系數(shù)法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行賦權(quán),定性定量地對(duì)參數(shù)敏感性進(jìn)行了客觀全面的分析,成果更加完善與可靠。

        5 結(jié) 論

        (1)參數(shù)Sr、Ks、b敏感性等級(jí)為Ⅲ級(jí),屬于敏感性參數(shù),參數(shù)α0敏感性等級(jí)為II級(jí),屬于一般敏感參數(shù),參數(shù)C、σ敏感性等級(jí)為I級(jí),屬于不敏感參數(shù);各水文要素下參數(shù)綜合敏感性系數(shù)大小排序?yàn)镾r>b>Ks>α0>σ≈C。

        (2)參數(shù)Sr、Ks、b對(duì)洪量的敏感性大于對(duì)洪峰的敏感性,且敏感性差值大小排序?yàn)镾r>Ks=b。

        (3)參數(shù)σ、α0、b與洪峰洪量正相關(guān),隨著σ、α0、b值增大,洪峰與洪量值均增大,參數(shù)Sr、Ks、C與洪峰洪量負(fù)相關(guān),隨著Sr、Ks、C值增大,洪峰與洪量值均減小。

        在參數(shù)率定過(guò)程中可根據(jù)計(jì)算結(jié)果結(jié)合參數(shù)敏感性差異選取適宜參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),可有效減少模型的調(diào)參工作量。本文研究?jī)?nèi)容對(duì)洪水預(yù)報(bào)調(diào)參與深入了解雙超模型產(chǎn)流機(jī)理具有實(shí)際意義。

        [1]孟碟. 水文模型參數(shù)的靈敏度分析[J]. 水利水電技術(shù), 2012(02): 5- 8.

        [2]廖衛(wèi)紅, 雷曉輝, 張峰, 等. 分布式水文模型EasyDHM在西江流域的應(yīng)用[J]. 水利水電技術(shù), 2013(12): 8- 11.

        [3]SONG X M, ZHAN C S, KONG F Z, et al. Advances in the study of uncertainty analysis of large-scale hydrological modeling system[J]. Journal of Geographical Science, 2011, 21(5): 801- 819.

        [4]CIBIN R, SUDHEER K P, CHAUBEY I. Sensitivity and identifiability of stream flow generation parameters of the SWAT model[J]. Hydrological Processes, 2010, 24(9): 1133- 1148.[5]徐會(huì)軍, 張鵬程, 董愛(ài)紅. 多參數(shù)敏感度方法在分布式水文模型的應(yīng)用[J]. 水利科技, 2013(3): 4- 8.

        [6]晉華. 雙超式產(chǎn)流模型的理論及應(yīng)用研究[D]. 北京: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 2006.

        [7]孫飛飛, 許欽, 任立良, 等. 水文模型參數(shù)敏感性分析概述[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2014(3): 92- 95.

        (責(zé)任編輯陳 萍)

        ParametersSensitivityAnalysisofHydrologicModel

        WANG Quanwei, TANG Li
        (College of Water Resources Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China)

        A series of parameters which have spatial distribution characteristics is required in double-excess runoff generation model to simulate the process of watershed runoff. Taking ten floods in Yushe Hydrological Station as research object, the sensitivity of parameters is analyzed and optimized by using perturbation analysis method, in which, the empirical values of parameters of double-excess runoff generation model are used as base values. The sensitivity coefficients of various parameters on flood are obtained through parameter adjustment and simulation scenarios, and the comprehensive sensitivity coefficient of model parameters is also calculated by using variation coefficient method. The analysis results show that the sensitivity coefficients and correlations of model parameters will change when it is in different hydrological elements, and the magnitude of comprehensive sensitivity coefficient of parameters under different hydrological elements has a order ofSr>b>Ks>α0>σ≈c.

        sensitivity coefficient; parameter analysis; perturbation analysis method; variation coefficient method; double-excess runoff generation model

        2016- 06- 27

        國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51509176)

        王權(quán)威(1992—),男,山西呂梁人,碩士研究生,研究方向?yàn)樗募八Y源;唐莉(通訊作者).

        TV877

        :A

        :0559- 9342(2017)06- 0016- 03

        猜你喜歡
        洪量洪峰水文
        基于SPA 的北江流域峰量關(guān)系研究
        陜西水利(2023年12期)2023-12-19 03:28:32
        2022年《中國(guó)水文年報(bào)》發(fā)布
        水文
        水文水資源管理
        遼河干流主要控制站近75年最大洪峰及洪量變化特征分析研究
        淡定!
        水文
        解禁洪峰
        地火(2014年4期)2014-03-01 01:55:30
        適用于電算的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)放縮方法
        亚洲 暴爽 av人人爽日日碰| 国产精品一区成人亚洲| 欧美黑人xxxx性高清版| 亚洲综合在线一区二区三区| 日本女优中文字幕在线播放| 日本久久精品中文字幕| 久久天天躁狠狠躁夜夜av浪潮| 欧美成人午夜免费影院手机在线看| 久久人与动人物a级毛片| 欧美老妇与禽交| 成人动漫久久| 亚洲人成网站18男男| 精品国产一区二区三广区| 久久精品亚洲熟女av蜜謦 | 久久久久亚洲av成人网址| 亚洲AV无码一区二区一二区色戒| 色青青女同性恋视频日本熟女| 免费视频一区二区三区美女| 99久久99久久久精品久久| 亚洲av色福利天堂| 亚洲人成人一区二区三区| 性色av成人精品久久| 青草草视频在线观看华人免费| 国产猛烈高潮尖叫视频免费| 少妇高潮喷水久久久影院| 国产精品公开免费视频| 香蕉亚洲欧洲在线一区| 亚洲男同免费视频网站| 性色欲情网站| 射死你天天日| 亚洲欧洲日韩另类自拍| 日日噜噜夜夜久久密挑| 久久国语露脸国产精品电影| 窝窝午夜看片| 亚洲一本大道无码av天堂| 亚洲熟妇网| 美利坚亚洲天堂日韩精品| 亚洲欧洲成人精品香蕉网| 草草久久久无码国产专区| 久久精品国产亚洲黑森林| av一区二区三区综合网站|