SRM融雪径流模型参数不确定性研究——以黑河上游为例

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流域水文模拟和预测是认识和管理水资源的重要技术,然而几乎所有的水文模型都含有一些不能直接观测确定的参数,如何确定这些参数成为水文模拟过程中一个非常重要的因素。在中国西北地区的寒区和旱区内陆河流域,由于资料的缺乏,很多模型参数需要人为设定,导致模型不确定性问题特别突出。开展水文模型参数不确定性研究,可以有效识别关键参数,优化参数率定效率,减少模型参数的不确定性。  SRM(snowmelt-runoff model)融雪径流模型是为数不多的需要遥感数据支持的流域水文模型,对数据要求不高,但具有很好的模拟和预测精度。本文以黑河流域上游为例,建立2008年主要融雪期(3-7月)的SRM模型,确定模型所需要的各项参数。在此基础上,分析模型参数的敏感性,确定模型模拟的不确定性区间,并对引起参数不确定性的因素进行了探讨,得出以下主要结论:  (1)由国家气象信息中心发布的中国地面降水0.5°×0.5°格点数据集,较好地反映出降水的时空分布特征,弥补了我国高山高寒流域空间降水数据的稀少,用该数据集作为SRM模型降水参数的输入,能提高模型模拟精度。  (2)SRM模型在黑河流域上游2008年主要融雪期(3-7月)模型效率系数达0.84,体积差为3.8%,模拟流量过程线与实测流量过程线在趋势上吻合较好,能基本反映径流量的变化情况。但逐日径流量的模拟不准确,尤其是对主要流量峰值的模拟误差较大,存在较大不确定性。  (3)SRM模型参数之间存在非线性作用和交互作用,模型模拟结果的好坏不是由某一个或几个因子决定,而是由一组参数共同影响。  (4)融雪初期,流域内积雪面积极大,与融雪相关的因子较为敏感,对SRM模型的影响较大。随积雪面积的减少,降雨量的增加,融雪相关的因子影响程度逐渐减小,降雨径流系数较为敏感,对模型的贡献率较大。  (5)SRM模型不确定性大小与径流补给形式有关,补给形式越复杂不确定性就越大。在给定参数分布和区间的条件下,由于诸多因素(包括人类活动)导致实测流量并不能完全包含在置信度95%下流量的上、下界限内,但81%还是在该区间之内,模型在黑河流域上游仍然具有良好的应用前景。
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