地表水量平衡方程参数率定方法简介

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：对于地表汇流过程，有地表水量平衡方程进而，可采用最小二乘法估计出参数g3。传统的率定瞬时单位线的方法，是假定流域降雨径流系统为线性时不变系统的前提下，采用统计数学中的矩法来计算参数（n，K）。传统的率定线性水库参数的方法，是从实测流量过程线中根据组合退水曲线识别洪水过程的退水段，确定退水曲线Qt=Q0·e-t/K的起始点。选择多组退水过程观测值，利用最小二乘法可估计消退系数。

1.产流模型参数识别

时变增益的TVGM产流模型参数为（g1，g2，g3）。

产流参数识别的原理是基于产汇流的水量平衡方程

式中　Q——流量，m3/s；

　　　R——净雨量，mm；

　　　T——一个足够长的时段。

事实上，流量序列可视为净雨的时间分配过程，对于一个足够长的时段，可以保证式（3-1-26）水量平衡方程式的成立。

取定一个影响长度Tm（通常取系统记忆长度的某个倍数）后，对于不同的产流过程，均有相应的产汇流水量平衡方程，即

为了避免斜线法、退水曲线法等传统基流分割方法带来的不确定性和主观性，时变增益模型采用国际上普遍认可和接收的数字滤波方法，将实测径流Q分割为地表径流Qs和地下径流Qg。(https://www.chuimin.cn)

对于地表汇流过程，有地表水量平衡方程

进而，可采用最小二乘法估计出参数g3。

2.汇流模型参数识别

汇流参数包括瞬时单位线参数（n，K）和线性水库参数K KG。

传统的率定瞬时单位线的方法，是假定流域降雨径流系统为线性时不变系统的前提下，采用统计数学中的矩法来计算参数（n，K）。然而，利用矩法计算出的（n，K）得到的时段单位线进行洪水还原计算，会发现还原洪水过程与相应实测洪水过程（特别是洪峰点）的拟合误差较大，这在很大程度上限制了瞬时单位线的进一步应用。

传统的率定线性水库参数的方法，是从实测流量过程线中根据组合退水曲线识别洪水过程的退水段，确定退水曲线Qt=Q0·e-t/K的起始点（也即地表流量过程终止点）。根据退水曲线的递推形式Qt+1=e-t/K·Qt=Cg·Qt，可得Cg=Qt+1/Qt。选择多组退水过程观测值（Qt，Qt+1），利用最小二乘法可估计消退系数 pagenumber_ebook=110,pagenumber_book=103 。但是，实测流量过程线的退水点很难确定，特别是在人类活动影响下，这种方法的精度将不能得到保证。

本模型采用目前应用最为广泛遗传算法（GA）和复合型进化算法（SCE-UA）来率定汇流三参数（n，K，K KG），以模拟流量和实测流量的残差平方和最小为目标函数，可很好地控制水量平衡、洪峰流量和流量过程线形状。

地表水量平衡方程参数率定方法简介

相关推荐