基于不同目标函数的WRF-Hydro模型参数敏感性研究

P334.92; 水文与气象预报相结合可以有效提高洪水预报的精度和延长预见期,陆气耦合模型已成为水文气象学者研究的重点.WRF-Hydro模型作为新一代分布式陆气耦合模型在多尺度洪水预报中具有广阔的应用前景,但由于各物理过程参数化方案复杂,模型计算量大,对该模型的参数敏感性研究还不充分,也影响着模型的模拟精度.研究以湿润区的新安江上游屯溪流域为研究对象,构建多个单目标和多目标函数,并结合Morris全局参数敏感性分析方法,探究了WRF-Hydro模型在不同目标函数下的参数敏感性.结果表明:土壤参数(DKSAT、SMCMAX、BEXP)主要影响壤中流和地表径流,对径流量影响显著,尤其DKSAT最...

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Published in中国农村水利水电 no. 1; pp. 61 - 69
Main Authors 谷黄河, 石怀轩, 孙敏涛, 丁震, 顾苏烨
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河海大学水灾害防御全国重点实验室,江苏 南京 210098 15.01.2025
河海大学水文水资源学院,江苏 南京 210098%河海大学水文水资源学院,江苏 南京 210098
Subjects
multi-objective function
WRF-Hydro模型
洪水预报
WRF-Hydro Model
Morris method
sensitivity analysis
敏感性分析
多目标函数
Morris法
flood forecasting
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ISSN1007-2284
DOI10.12396/znsd.240718

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Summary:P334.92; 水文与气象预报相结合可以有效提高洪水预报的精度和延长预见期,陆气耦合模型已成为水文气象学者研究的重点.WRF-Hydro模型作为新一代分布式陆气耦合模型在多尺度洪水预报中具有广阔的应用前景,但由于各物理过程参数化方案复杂,模型计算量大,对该模型的参数敏感性研究还不充分,也影响着模型的模拟精度.研究以湿润区的新安江上游屯溪流域为研究对象,构建多个单目标和多目标函数,并结合Morris全局参数敏感性分析方法,探究了WRF-Hydro模型在不同目标函数下的参数敏感性.结果表明:土壤参数(DKSAT、SMCMAX、BEXP)主要影响壤中流和地表径流,对径流量影响显著,尤其DKSAT最为敏感,直接影响水在土壤中的下渗速度,增大时基流量显著增高而洪峰流量则明显降低;产流参数(SLOPE、REFKDT)主要影响地表径流和基流分配,对洪水过程线形状有重要影响;河道汇流参数ManN影响汇流速度并主要控制峰现时间;植被参数MP对于总水量有一定影响;坡面汇流参数OVROUGHRTFAC和地下水参数Zmax则最不敏感.不同目标函数下的参数敏感性顺序和最优参数取值有一定差异,单目标函数中以相对误差为优化目标会更侧重于全年径流总量和低流量部分的模拟精度,而以效率系数和Kling-Gupta系数为目标则更侧重于场次洪水和高流量部分的模拟效果;基于几个单目标函数组合的多目标函数综合考虑了不同目标函数的影响,结果在一定程度上优于单目标函数.研究可为合理确定WRF-Hydro模型参数优化策略提供参考.
ISSN:1007-2284
DOI:10.12396/znsd.240718