无资料地区水文模型参数移植不确定性分析

• Published in: 水科学进展 Vol. 34; no. 5; pp. 660 - 672
• Main Authors: 关铁生, 鲍振鑫, 贺瑞敏, 杨艳青, 吴厚发
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室,江苏 南京 210029 2023; 水利部应对气候变化研究中心,江苏 南京 210029%南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室,江苏 南京 210029; 水利部应对气候变化研究中心,江苏 南京 210029; 长江保护与绿色发展研究院,江苏 南京 210098%中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川 成都 610299
• Subjects: streamflow simulation; 不确定性; ungauged basin; 无资料地区; 新安江模型; Xin'anjiang model; 径流模拟; uncertainty; 参数移植; parameters regionalization
• ISSN: 1001-6791
• DOI: 10.14042/j.cnki.32.1309.2023.05.002

TV11; 无资料地区降水径流模拟是水文学研究的国际前沿和热点问题.水文模型参数移植是无资料地区降水径流模拟的重要方法,对径流模拟精度具有重要的影响.利用核密度估计和蒙特卡罗随机模拟等方法,构建了一种水文模型参数移植误差驱动的无资料地区径流模拟不确定性定量评估框架.以广西壮族自治区 42 个有水文监测站点的典型中小河流为研究对象,率定新安江模型参数并模拟日径流和洪水过程,将42 个典型流域依次假定为无资料流域,利用基于回归分析、相似流域和机器学习的参数移植方法,模拟无资料地区的洪水过程并识别最优的参数移植方法,分析移植法估算的模型参数值和直接率定值相比误差的概率分布特征,定量评估模型参数移植误差带来的径流模拟不确定性.研究结果表明:① 基于回归分析的参数移植法模拟无资料地区洪水过程的精度优于相似流域法,优选的机器学习算法比传统回归分析法和相似流域法的计算精度提高了7%～15%;②与模型参数率定值相比,移植方法计算的模型参数具有一定的误差,对洪水模拟敏感参数的误差小于不敏感参数;③ 受模型参数移植误差的影响,利用蒙特卡罗法随机模拟的洪水过程具有一定的不确定性,洪量和洪峰相对误差的主要区间分别为10%～30%和10%～40%.相关成果为无资料地区的径流概率模拟及不确定性评估提供了一种新的技术,对中小河流洪水预报与防洪减灾具有一定的支撑作用.