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系统微分响应修正在SWAT模型径流模拟的应用 被引量：2
1
作者 肖豪 瞿思敏 +6 位作者 张旭旻 嵇海祥 游洋 杨怡青 石朋 蒋思军 陈辉 《水文》 CSCD 北大核心 2024年第6期22-28,37,共8页
径流模拟与预报对于流域水资源可持续开发利用至关重要,但是由于模型输入、参数、结构等误差,模型模拟的径流存在误差,需要对其进行修正。系统微分响应修正通过建立因变量与自变量之间的系统响应函数对自变量进行修正,从而实现对因变量... 径流模拟与预报对于流域水资源可持续开发利用至关重要,但是由于模型输入、参数、结构等误差,模型模拟的径流存在误差,需要对其进行修正。系统微分响应修正通过建立因变量与自变量之间的系统响应函数对自变量进行修正,从而实现对因变量的修正。将系统微分响应修正方法引入SWAT模型中,通过构建降水和径流的响应矩阵,以径流误差反演降水误差,从而实现降水误差的修正,并通过模型计算来修正径流。首先构建理想模型验证方法的有效性,之后选取建阳流域作为研究区域,构建SWAT模型进行日径流模拟与修正,采用多个评价指标对比分析系统微分响应修正的径流过程和Autoregres-sivemodel(AR)模型修正的径流过程。研究结果表明,系统微分响应能够准确提取降水误差信息并通过修正降水来实现径流序列的修正,并且系统微分响应在流域内的径流修正效果优于自回归模型,修正后多年平均NSE由0.71提升到0.88,提高幅度为24%,系统微分响应修正方法可以用于SWAT模型的径流修正。 展开更多
关键词 误差修正 降水误差 SWAT模型 系统微分响应修正 自回归模型
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系统微分响应参数率定方法在建阳流域SWAT模型中的应用 被引量：8
2
作者 瞿思敏 杨庆一 +5 位作者 郑何声园 石朋 尚艳丽 徐瑶 宋兰兰 郝庆庆 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期118-124,共7页
利用基于系统微分响应理论的参数率定方法率定闽江建阳流域SWAT模型,通过流域1992—2000年日资料验证了该方法的实际应用效果,采用纳什效率系数(NSE)、偏差百分比(PBIAS)和相关系数r作为评价指标对率定后的SWAT模型模拟精度进行评价,并... 利用基于系统微分响应理论的参数率定方法率定闽江建阳流域SWAT模型,通过流域1992—2000年日资料验证了该方法的实际应用效果,采用纳什效率系数(NSE)、偏差百分比(PBIAS)和相关系数r作为评价指标对率定后的SWAT模型模拟精度进行评价,并与传统利用SUFI-2方法率定得到的SWAT模型模拟结果进行对比分析。结果表明:系统微分响应方法率定的参数在建阳流域的日径流模拟中表现较好,率定期和检验期NSE均为0.65以上,径流量PBIAS在5%以内,r在0.65以上;利用系统微分响应率定参数方法率定SWAT模型参数在实际应用中可行,且效率与精度均高于传统的SUFI-2方法。 展开更多
关键词 系统微分响应 SWAT模型 日径流模拟 自动参数率定
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基于系统微分响应的暴雨强度公式参数优化 被引量：7
3
作者 李琼芳 许树洪 +4 位作者 周正模 和鹏飞 杜尧 虞美秀 陈启慧 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期8-16,共9页
暴雨强度公式参数的优化求解本质是一个高维非线性优化问题,目前常采用的优化求解方法是在以误差平方和为目标函数的基础上通过智能算法优化求解参数。为研究这类方法的合理性,通过随机抽样、参数空间网格化方法分析了常用暴雨强度公式... 暴雨强度公式参数的优化求解本质是一个高维非线性优化问题,目前常采用的优化求解方法是在以误差平方和为目标函数的基础上通过智能算法优化求解参数。为研究这类方法的合理性,通过随机抽样、参数空间网格化方法分析了常用暴雨强度公式参数求解方法的局限性,评价了常用智能算法的参数优化能力,进而提出了基于系统微分响应的暴雨强度公式参数优化方法。结果表明:以均方误差作为目标函数对非线性函数求解参数会增加额外参数解;在没有有效确定参数范围的情况下,随机抽样很难获得满足精度要求的参数样本,在有效确定参数范围后,目标函数的响应面上仍会存在无穷多个局部最优值,且很多局部最优的目标函数与全局最优近乎相同;以粒子群算法、SCE-UA算法为代表的随机搜索优化算法会因为参数初始取值范围过大、目标函数响应面局部最优参数解数量过多等问题而难以获得参数真值;提出的基于系统微分响应的暴雨强度公式参数优化方法能够快速寻找到参数真值,不仅效率高且能够避免陷入局部最优。 展开更多
关键词 暴雨强度公式 参数优化 目标函数 随机抽样 系统微分响应 镇江市
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VIC模型系统微分响应参数率定方法在大坡岭流域的应用 被引量：5
4
作者 孙苗苗 石朋 +5 位作者 瞿思敏 陈学秋 徐瑶 游洋 包沐曦 宋兰兰 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第12期122-128,134,共8页
参数率定是水文模型的重要研究内容,简单高效的参数率定方法能提高模型应用效率,促进模型推广。以淮河大坡岭流域为研究对象,基于VIC模型参数敏感性分析结果,将系统微分响应参数率定方法(System Response Parameter Calibration Method,... 参数率定是水文模型的重要研究内容,简单高效的参数率定方法能提高模型应用效率,促进模型推广。以淮河大坡岭流域为研究对象,基于VIC模型参数敏感性分析结果,将系统微分响应参数率定方法(System Response Parameter Calibration Method,SRPCM)应用于VIC理想模型和实际模型的参数率定,探究该方法在大尺度分布式水文模型中的应用效果。结果表明:将SRPCM应用于VIC模型具有一定的可行性和高效性;建立的VIC模型能较好地模拟大坡岭流域的日径流过程,率定期和验证期的平均纳什系数均达到0.6,径流总量相对误差均在8%以内。所以,SRPCM是一种有效的VIC模型参数率定方法。 展开更多
关键词 VIC模型 系统微分响应 参数率定 大坡岭流域
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系统微分响应误差修正方法在VIC模型中的应用与研究 被引量：3
5
作者 蒋语珣 瞿思敏 +4 位作者 蒋思军 嵇海祥 司伟 石朋 万皓 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第10期96-103,共8页
在应用水文模型进行水文预报的过程中,由于流域水文模型结构存在诸多的简化和假设,这些简化和假设会给水文预报结果带来误差,因此需要误差修正技术来提高水文模型在实时预报中的精度。系统微分响应方法利用系统响应函数通过对水文模型... 在应用水文模型进行水文预报的过程中,由于流域水文模型结构存在诸多的简化和假设,这些简化和假设会给水文预报结果带来误差,因此需要误差修正技术来提高水文模型在实时预报中的精度。系统微分响应方法利用系统响应函数通过对水文模型的输入、状态变量、参数的修正来修正预报结果,该方法理论基础扎实,具有结构简单、不损失预见期的优点,已在多个流域水文模型中得到了广泛的应用,效果较好。VIC模型是一种大尺度分布式水文模型,该模型通过将流域划分成多个大小相同的网格,在网格内模拟产汇流结果。以闽江建阳流域为研究区域,构建流域VIC模型进行径流模拟,将系统微分响应误差修正方法应用于VIC模型中,通过对模型输入中的降雨量进行修正来修正预报结果,并与传统自回归模型误差修正方法(AR模型)进行对比分析。结果表明:系统微分响应方法在VIC模型中的修正效果较好,纳什效率系数从修正前的0.752提高到0.895,径流相对误差从修正前的7.89%降低到5.71%,而AR模型修正结果的纳什效率系数为0.807,径流相对误差为6.77%,这两种修正方法结果表明系统微分响应方法优于AR模型误差修正方法。结果表明系统微分响应修正方法在VIC模型中具有较好的适用性,能显著提高流域日径流模拟精度,可应用于未来的水文预报。 展开更多
关键词 VIC模型 系统微分响应 误差修正 日径流模拟
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洪水预报的比例系数系统响应误差修正方法 被引量：2
6
作者 瞿思敏 陆威村 +4 位作者 蒋思军 陈辉 石朋 虞鸿 张锏 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期88-94,105,共8页
针对系统微分响应误差修正方法在水文预报中同时修正多个变量出现的信息不足的问题,考虑各变量误差在不同时段对洪水预报精度的影响,提出了比例系数系统响应误差修正方法。以同时修正新安江模型各雨量单元降水量为例,分别采用湿润区(长... 针对系统微分响应误差修正方法在水文预报中同时修正多个变量出现的信息不足的问题,考虑各变量误差在不同时段对洪水预报精度的影响,提出了比例系数系统响应误差修正方法。以同时修正新安江模型各雨量单元降水量为例,分别采用湿润区(长诏水库流域)的理想模型和半干旱半湿润区(日照水库流域)的实际流域进行了检验。结果表明:经过误差修正,湿润区理想模型和半干旱半湿润区实际流域在次洪流量模拟中的平均纳什效率系数分别从0.906和0.573提升至0.994和0.809,比例系数系统响应误差修正方法修正效果明显,具有跨气候区的强适应性。 展开更多
关键词 洪水预报 系统微分响应 误差修正 比例系数 长诏水库流域 日照水库流域
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汉江石泉水库流域水文模型参数率定方法研究
7
作者 申吴刚 罗东 +9 位作者 潘大文 周争昌 洪华 巩祥照 陈倩 瞿思敏 王健 石朋 陆威村 杨雨蒙 《水电能源科学》 北大核心 2024年第11期32-35,共4页
流域水文模型是实时洪水预报的重要工具,参数优化是流域水文模型的重要研究内容。简单高效的参数优化算法能提高模型应用效率,促进模型的推广使用。人机交互参数率定费事费力,主观性强。自动参数率定以优化算法为基础,在以误差平方和为... 流域水文模型是实时洪水预报的重要工具,参数优化是流域水文模型的重要研究内容。简单高效的参数优化算法能提高模型应用效率,促进模型的推广使用。人机交互参数率定费事费力,主观性强。自动参数率定以优化算法为基础,在以误差平方和为目标函数的曲面上寻优,更客观,但也存在一些问题。以石泉水库流域为研究区域,构建新安江模型,基于参数敏感性分析结果,分别采用系统微分响应、人机交互和SCE-UA参数率定方法对新安江模型敏感参数进行优选,从迭代次数和平均确定性系数方面对参数优选结果进行比较,并对比不同参数模拟结果的径流深误差、洪峰误差和确定性系数,探讨不同参数率定方法在石泉水库流域水文模拟中的适用性和效率。结果表明,系统微分响应参数率定方法应用效果较好,效率与精度均优于人机交互和SCE-UA。率定的参数在石泉水库洪水模拟中结果较好。平均确定性系数达到0.937,可进一步拓展该方法在其他流域和其他模型的洪水模拟中使用。 展开更多
关键词 优化算法 石泉水库 洪水模拟 系统微分响应参数率定 SCE-UA
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富春江水库上游梯级电站库容反演方法研究
8
作者 程翔 刘晖 +5 位作者 瞿思敏 蒋语珣 包为民 杨庆一 石朋 江鹏 《水电能源科学》 北大核心 2022年第6期67-70,共4页
富春江水库是典型的河道型水库,洪水期间干流梯级电站的调控对入库洪水过程影响很大,该影响还会与坝前倒三角地形嵌套产生放大作用,严重影响富春江水库洪水调控。通常采用地形测量法确定不同水位时的梯级电站库容,但该方法不仅技术要求... 富春江水库是典型的河道型水库,洪水期间干流梯级电站的调控对入库洪水过程影响很大,该影响还会与坝前倒三角地形嵌套产生放大作用,严重影响富春江水库洪水调控。通常采用地形测量法确定不同水位时的梯级电站库容,但该方法不仅技术要求高,而且需要消耗大量的人、财、物和时间。因此,以富春江水库2019~2020年受梯级电站调控影响较大的5场洪水为例,提出水文模型分析与系统微分响应反演技术结合的方法确定库容。结果表明,采用系统微分响应反演确定的库容具有较高的精度。 展开更多
关键词 富春江水库 梯级电站 水文模型 系统微分响应反演
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