第一篇第六章水文模型评估

④ 参数的敏感性
2 模型率定
无论选择哪种模型，都包含很多表征物理过程的未 知参数。 使用模型模拟径流过程之前，必须对模型参数进行 赋值，也就是说必须评估这些参数使得模拟径流过程
和实测径流过程达到最佳程度的拟合，这一过程称为
“模型率定”。
模型参数
具有物理意义的参数
指能够通过直接测量得到的用来表征流域特性的 参数。包括：河长、河道坡度、雨量站权重、流 域面积、不透水面积的比率等，这类参数一经确 定不再修改。
思考题
1. 为什么要进行水文模型评估？
2. 如何进行水文模型的评估？关键步骤是什么？ 3. 结合以后学习的具体水文模型，思考水文模型 评估的重要性和必要性。
参数率定方法
人工率定
通常采用试错法进行调参。 缺点：缺少普遍公认、客观的度量准则来确定何时 终止率定过程。
自动率定
又称为参数优选。参数自动优化过程就是采用数 学算法、通过系统的反复试验改变模型参数值的 大小，使得河流特征模拟值和实测值的差别最小。 这些反复的试验称为“迭代”。
3 模型验证
指根据流域特征确定模型参数的初始值。对于具有 物理意义的参数，可以通过野外测量和文献资料分 析获取；对于过程参数，通过对流域水文特征的判 断和理解给出参数的取值范围（最大和最小值）。
参数评估
进一步减小参数初估的不确定性。可以采用多种 方法减小参数初估的不确定性。典型的方法是首 先在参数取值范围内选取一个初值，然后通过人 工或计算机自动调整参数，使得模型更适用于该 流域。
残差序列相互独立性检验 残差序列同方差检验 残差序列正态分布检验
4 模型评价
模型不确定性评价
不确定性来源：资料或百度文库息误差问题；模型结构； 模型参数的优选调试。
模型适用性评估
国际：如果流域处于湿润地区，简单模型与复杂 模型可以取得同样的效果，但是，对于干旱或半 干旱的流域，很多模型就无能为力了。 国内：在湿润区，只要能控制住水量平衡，结构 简单和结构复杂的模型精度相差不明显；适用于 干旱、半干旱、喀斯特流域和平原水网流域的流 域水文模型仍比较缺乏。
模型选取应该考虑以下几个关键问题：
① 模型的输出信息是否满足决策需求 ② 模型的适用区 ③ 模型的当前状态 ④ 模型的数据需求 ⑤ 模型对不同数据源获取信息的能力 ⑥ 模型对用户的要求 ⑦ 采用该模型软件的开销及可获得的技术支持状况
模型选取的标准：
① 模型预测的精度
② 模型的简易性
③ 参数估计的一致性
第六章 水文模型评估
《现代水文模型》
水文模型评估
水文模型评估概述
模型选取 （根据研究问题选取模型）
模 型 评 估 的 步 骤
模型率定 （模型参数的估计）
模型验证 （该模型适合吗？） 适合 模型应用
不适合
主要内容
1. 2. 3. 4.
模型选取
模型率定
模型验证
模型评价
1 模型选取
客观、准确的选取模型可以有效地促进水文工作。目前， 供我们使用的水文模型非常之多，如何选择真正适合的水文模 型，是需要解决的首要问题。
过程参数
指不能够通过直接测量得到的表征流域特性的参 数，随流域降雨径流特性以及下垫面条件不同而 不同，包括：各土层最大蓄水容量、自由水库最 大容量、蒸散发系数以及各种水流的出流、消退 系数等。这类参数在模型中不具有明确的物理含 义，可以通过物理成因分析推导或计算。
模型参数的确定过程
参数初估
降雨－径流模型最主要的目的是根据降雨情况模拟径流序列 ，因此考察模型性能的第一步也是最关键的一步就是比较模 拟和实测径流过程线。模型验证又被称为“诊断检查”。
《水文情报预报规范SL250-2000》中规定检验期定为“2年
”是参照国际通行的下限要求，当资料充分时，应使用更多
一些的资料。
需要验证的内容---残差分析
现代水文模型
主讲教师： 曾小凡 zengxiaofan@hust.edu.cn 孙怀卫 huaiweisun@whu.edu.cn 赵娜 na.zhao.2011@hust.edu.cn
第一篇 水文模型基础（8课时）
第一章 绪论
第二章 水循环过程与原理
第三章 降雨径流过程 第四章 蒸散发过程模拟
第五章 产汇流过程模拟