新安江模型参数的分析
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第二章新安江流域水文模型60年代初,河海大学(原华东水利学院)水文系赵人授等开始研究蓄满产流模型,配合一定的汇流计算,将模型应用于水文预报和水文设计。
1973年,他们在对新安江水库做人库流量预报的工作中,把他们的经验归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。
模型可用于湿润地区和半湿润地区的湿润季节径流模拟和计算。
最初的新安江模型为两水源模型,只能模拟地表径流和地下径流。
80年代初期,模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中,用线性水库函数划分水源的概念引入新安江模型,提出了三水源新安江模型,模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流。
1984至1986年,又提出了四水源新安江模型,可以模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。
三水源新安江模型一般应用效果较好,但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够理想。
在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。
当流域面积较小时,新安江模型采用集总模型,当面积较大时,采用分块模型。
分块模型把流域分成许多块单元流域,对每个单元流域做产、汇计算,得到单元流域的出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算,求得流域出口的流量过程。
把每个单元流域的出流过程相加,就求得了流域出口的总出流过程。
划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不均匀性,因此单元流域应当大小适当,使得每块面积上的降雨分布比较均匀.并有一定数目的雨量站。
其次尽可能使单元流域与自然流域相一致,以便于分析与处理问题,并便于利用已有的小流域水文资料。
如果流域内有大中型水库,则水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。
因为各单元流域的产汇、流计算方法基本相同,以下只讨论一个单元流域的情况。
2.1新安江两水源模型1.模型结构和参数新安江两水源模型的产流子模型采用蓄满产流模型,蒸发计算采用三层蒸发计算模型。
利用稳定下渗率FC将径流划分为地面径流和地下径流两种水源。
地面径流采用单位线汇流,地下径流采用一次线性水库汇流。
一、模型的结构与参数三水源新安江模型的流程图如图1所示.图1 三水源新安江模型流程图图1 中输入为实测雨量P ,实测水面蒸发EM ;输出为流域出口流量Q ,流域蒸散发E.方框内是状态变量,方框外是参数变量。
模型结构及计算方法可分为以下四大部分.1. 蒸散发计算用三个土层的模型,其参数为上层张力水容量UM ,下层张力水容量LM ,深层蒸散发系数C ,蒸散发折算系数K ,所用公式如下:当上层张力水蓄量足够时,上层蒸散发EU 为EM E EU ⨯=当上层已干,而下层蓄量足够时,下层蒸散发EL 为LM WL EM K EL /⨯⨯=当下层蓄量亦不足,要触及深层时,蒸散发ED 为EM K C ED ⨯⨯=2. 产流量计算据蓄满产流概念,参数为包气带张力水容量WM ,张力水蓄水容量曲线的方次B ,不透水面积的比值IM ,所用公式为)1/()1(IM B WM WM -+⨯=))/1(1()1/(1B W M W MM A +--=当0≤⨯-EM K P ,则R=0不然,则当MM A EM K P <+⨯-,B MM A EM K P W M W W M EM K P R ++⨯--⨯++-⨯-=1)/)(1(不然,则W WM EM K P R +-⨯-=式中 R ——产流量;MM ——流域最大点蓄水容量。
3. 分水源计算分三种水源,即地面径流RS 、地下径流RG 和壤中流RI 。
参数为表层土自由水蓄水容量SM ,表层自由水蓄水容量曲线的方次EX ,表层自由水蓄量对地下水的出流系数KG 及对壤中流的出流系数KI,所用公式为SM EX MS ⨯+=)1())/1(1()1/(1EX SM S MS AU +--⨯=)/())((EM K P EM K P IM R FR ⨯-⨯-⨯-=FR KG S RG ⨯⨯=FR KI S RI ⨯⨯=当 0,0=≤⨯-RS EM K P不然,当MS AU EM K P <+⨯-,则FR MS AU EM K P SM S SM EM K P RS EX ⨯+⨯--⨯++-⨯-=+))/)(1((1当MS AU EM K P ≥+⨯-,则FR SM S EM K P RS ⨯-+⨯-=)(4. 汇流计算地下径流用线性水库模拟,其消退系数为CG ,出流进入河网。
新安江模型参数的线性化率定的报告,600字
本报告旨在研究新安江模型参数的线性化率定。
新安江模型,是由中国科学院海洋研究所研究人员于2014年提出的,主要
用于模拟南海的温度、盐度和流量分布特征,从而对控制其动力过程。
新安江模型参数的线性化率定,是指使用参数线性化率定方法,根据不同物理量的试验结果,计算参数系数和常数,以便更好地模拟模型行为。
为了定量研究新安江模型参数的线性化率定,我们对不同物理量(流速、温度、盐度)的试验数据进行了分析,并运用参数线性化率定方法,求得参数系数和常数的值。
此外,我们还比较了试验数据与参数线性化率定结果的一致性,并利用数值模拟的结果,评估了新安江模型参数线性化率定的有效性。
经过上述研究,我们计算得到了新安江模型参数系数和常数的值,它们与实验数据的一致性较高,说明新安江模型参数的线性化率定是可行的。
进一步的研究表明,在模拟新安江模型的流速、温度、盐度等物理量时,参数线性化率定的结果更加精确。
本报告研究的新安江模型参数的线性化率定,阐明了使用参数线性化率定方法可以计算出新安江模型参数系数和常数,且与实验数据一致性较高,说明参数线性化率定是可行的,可以更加精确地模拟新安江模型的动力过程。
基于Sobol方法的新安江模型参数敏感性分析作者:张小丽彭勇徐炜王本德王海霞来源:《南水北调与水利科技》2014年第02期摘要:采用敏感性分析方法对复杂模型和系统的输入和输出进行定性和定量的分析,有利于模型结构的诊断、模型参数的识别和模型的应用。
现以桓仁水库流域为例,使用Sobol方法,以确定性系数、总水量误差系数、低水误差系数和高水误差系数作为敏感性分析模型的目标函数,分别对模型单参数和多参数的敏感性进行了评价。
结果表明不同目标函数下参数的敏感性不同;Sobol能定量地给出参数的总敏感度和参数间相互作用的敏感度,适合于分析水文模型的参数敏感性。
关键词:新安江模型;Sobol方法;敏感性分析中图分类号:P334.92文献标识码:A文章编号:16721683(2014)02002005Sensitivity Analysis of Xinanjiang Model Parameters using Sobol MethodZHANG Xiaoli1,PENG Yong1,2,3,XU Wei1,WANG Bende1,WANG Haixia1(1.Faculty of Infrastructure Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China;2.State KeyLaboratory of HydrologyWater Resources and Hydraulic Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China;3.State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China)Abstract:Sensitivity analysis was performed to analyze the inputs and outputs of the complex model and system qualitatively and quantitatively,which can benefit the inspection of model structure,identification of model parameters,and model application.In this paper,Sobol method was applied to evaluate the sensitivity of single parameter and multiple parameters of the model in the Huanren reservoir catchment.The objective functions of sensitivity analysis included the deterministic coefficients and error coefficients of total water,low flow,and high flow.The results showed thatthe sensitivity of parameters was different under different objective functions,and Sobol method can provide the sensitivity for all parameters and sensitivity between each parameter,which is useful for sensitivity analysis of hydrological models.Key words:Xinanjiang model;Sobol method;sensitivity analysis敏感性分析是指定性或定量地分析包括模型参数在内的模型输入对模型输出的影响[1]。