基于改进模拟优化方法的水文模型的参数异参同效性及径流模拟研究
发布时间：2022-02-22 13:33
为研究异参同效问题对水文模型预报精度影响,提高模型预报精度,本文利用SCE-UA的模拟优化模式,计算Nash模型参数,并对其异参同效性进行研究,并利用多准则似然权重对传统的SCE-UA算法改进来减弱参数的异参同效性,以期进一步提高水文模型的预报精度.首先,将SCE-UA算法与Nash模型进行耦合,通过SCE-UA多次迭代来求解多个Nash模型最优参数值,组成最优参数集合,并分析其参数异参同效性的特征.其次,利用多重准则筛选方法对模拟优化算法得出的最优参数组进行二次优选,然后再根据其对应的似然权重加权求得最终的唯一最优参数.本文将这种参数优选方法命名为基于似然权重的多准则参数优选法（SMMLW）.最后,将最优参数代入Nash模型,用于实际洪水预报,并依据最优参数集合给出90%的置信区间,而后,通过选定的4个评价指标对预报结果的不确定性进行了分析和评价.此外,为对比本文方法的有效性,将基于SMMLW方法的Nash模型预报结果与基于传统的SCE-UA算法和AM-MCMC算法的Nash模型计算结果的精度进行对比分析.结果表明:（1）异参同效现象对Nash模型参数的影响特征表现为两方面,即对较优...
【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：17 页
【文章目录】：
1 研究区域概况
2 方法
2.1 基于模拟优化方法的水文模型参数求解
2.2 基于似然权重的多准则参数优选方法
3 结果和分析
3.1 基于SCE-UA算法的参数率定及不确定性分析
3.2 径流模拟精度分析
(1)纳什效率系数NSE
(2)洪峰预报误差EQp
(3)峰现时间误差Δtp
(4)偏差百分比%BLAS
3.3 异参同效对参数率定的影响
3.4 径流模拟的不确定性分析
(1)覆盖率CR
(2)平均相对区间宽度ARIL
(3)平均偏移幅度D
(4)单位平均相对区间宽度所包含的实测点据比例PUCI
4 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的不确定性水质模型参数率定方法[J]. 张质明,王晓燕,潘润泽. 中国环境科学. 2017(03)
[2]基于田块尺度含水率观测的土壤水力参数多模型反演[J]. 刘昭,杨文元,查元源,杨金忠. 农业工程学报. 2015(06)
[3]贝叶斯概率洪水预报模型及其比较应用研究[J]. 刘章君,郭生练,李天元,洪兴骏. 水利学报. 2014(09)
[4]基于理想资料的Nash模型异参同效性研究[J]. 朱君君,芮孝芳,刘氚. 水电能源科学. 2014(03)
[5]Nash汇流模型在无资料地区的应用[J]. 姚蕾,梁忠民,王军,胡义明. 水电能源科学. 2014(02)
[6]基于土壤属性的VIC模型基流参数估计框架[J]. 鲍振鑫,张建云,刘九夫,王国庆,FU Guobin,贺瑞敏,严小林. 水科学进展. 2013(02)
[7]基于贝叶斯理论的水文频率参数估计不确定性分析——以P-Ⅲ型分布为例[J]. 尚晓三,王振龙,王栋. 应用基础与工程科学学报. 2011(04)
[8]Nash Model Parameter Uncertainty Analysis by AM-MCMC Based on BFS and Probabilistic Flood Forecasting[J]. XING Zhenxiang1, 2, RUI Xiaofang3, FU Qiang1, JI Yi1, ZHU Shijiang1 (1. Department of Water Conservancy & Civil Engineering, Northeast Agriculture University, Harbin 150030, China; 2. Key Laboratory for Water-saving Agriculture of Universities in Heilongjiang Province, Harbin 150030, China; 3. Department of Hydrology, Hohai University, Nanjing 210098, China). Chinese Geographical Science. 2011(01)
[9]水文学的发展及其所面临的若干前沿科学问题[J]. 芮孝芳,刘方贵,邢贞相. 水利水电科技进展. 2007(01)
[10]概念性流域水文模型参数优选技术研究[J]. 张洪刚,郭生练,王才君,刘攀,彭定志. 武汉大学学报(工学版). 2004(03)
本文编号：3639548
【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：17 页
【文章目录】：
1 研究区域概况
2 方法
2.1 基于模拟优化方法的水文模型参数求解
2.2 基于似然权重的多准则参数优选方法
3 结果和分析
3.1 基于SCE-UA算法的参数率定及不确定性分析
3.2 径流模拟精度分析
(1)纳什效率系数NSE
(2)洪峰预报误差EQp
(3)峰现时间误差Δtp
(4)偏差百分比%BLAS
3.3 异参同效对参数率定的影响
3.4 径流模拟的不确定性分析
(1)覆盖率CR
(2)平均相对区间宽度ARIL
(3)平均偏移幅度D
(4)单位平均相对区间宽度所包含的实测点据比例PUCI
4 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的不确定性水质模型参数率定方法[J]. 张质明,王晓燕,潘润泽. 中国环境科学. 2017(03)
[2]基于田块尺度含水率观测的土壤水力参数多模型反演[J]. 刘昭,杨文元,查元源,杨金忠. 农业工程学报. 2015(06)
[3]贝叶斯概率洪水预报模型及其比较应用研究[J]. 刘章君,郭生练,李天元,洪兴骏. 水利学报. 2014(09)
[4]基于理想资料的Nash模型异参同效性研究[J]. 朱君君,芮孝芳,刘氚. 水电能源科学. 2014(03)
[5]Nash汇流模型在无资料地区的应用[J]. 姚蕾,梁忠民,王军,胡义明. 水电能源科学. 2014(02)
[6]基于土壤属性的VIC模型基流参数估计框架[J]. 鲍振鑫,张建云,刘九夫,王国庆,FU Guobin,贺瑞敏,严小林. 水科学进展. 2013(02)
[7]基于贝叶斯理论的水文频率参数估计不确定性分析——以P-Ⅲ型分布为例[J]. 尚晓三,王振龙,王栋. 应用基础与工程科学学报. 2011(04)
[8]Nash Model Parameter Uncertainty Analysis by AM-MCMC Based on BFS and Probabilistic Flood Forecasting[J]. XING Zhenxiang1, 2, RUI Xiaofang3, FU Qiang1, JI Yi1, ZHU Shijiang1 (1. Department of Water Conservancy & Civil Engineering, Northeast Agriculture University, Harbin 150030, China; 2. Key Laboratory for Water-saving Agriculture of Universities in Heilongjiang Province, Harbin 150030, China; 3. Department of Hydrology, Hohai University, Nanjing 210098, China). Chinese Geographical Science. 2011(01)
[9]水文学的发展及其所面临的若干前沿科学问题[J]. 芮孝芳,刘方贵,邢贞相. 水利水电科技进展. 2007(01)
[10]概念性流域水文模型参数优选技术研究[J]. 张洪刚,郭生练,王才君,刘攀,彭定志. 武汉大学学报(工学版). 2004(03)
本文编号：3639548
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