信息量对SAC模型日模参数率定的影响.pdf

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1、塑墅篁理堡坠叁筻211塑j江酉建挝王猩管理信息量对SAC模型日模参数率定的影响■赖善证㈧福州市规划设计研究院，福建福州350108摘要：对资料信息的有效利用是模型参数率定得以顺利进行的关键，而资料的数量和质量对模型的参数率定结果影响很大。基于函数曲面直接率定方法，采用无误差的理想模型论证率定SAC模型相关参数所需要的信息量。分别采用从少至多的连续的逐日资料，用函数曲面直接率定方法对SAC模型日模的相关参数进行优选，判断对于不同的参数初值，是否均能收敛到真值。结果表明当采用一年长度资料月j于率定三

2、个敏感性产流参数EKC、UZFWM和UZK时，率定结果稳定。关键词：SAC模型参数率定信息量函数曲面直接率定方法参数率定，即依据特定的目标函数，确定一套固定的参数寻找法则⋯。对资料信息的有效利用是水文模型参数率定得以顺利进行的关键，而资料的数量和质量对模型的参数率定结果影响很大：关于流域资料长度会影响到模型参数的优选结果方面，相关学者已经具有一定的研究。例如，在1991年，Harlin等_2J指出，在HBV模型的参数优选中，当采用的资料超过两年时，资料对率定结果的改善是有限的，当采用的资料超过六

3、年时，对参数优选结果不会造成显著影响。此外，在我国很多流域都缺少实测资料，在这些流域应用水文模型时，其模型参数率定是一个难点，也是水文学研究的一个重点。如果采用少量的、短时间序列的资料能够获得较佳的模型参数率定效果，那对于缺资料地区的水文预报具有重要意义。SAC模型是成熟的水文模型，但目前在国内应用相对较少，研究其相关参数的率定具有重要的意义：其中日模中，相对较敏感的参数分别为蒸散发折算系数EKC、上层自由水容量UZFWM、上层自由水日出流系数UZK。目前，国内外采用较多的参数率定方法主要有传统

4、优化算法和现代优化算法，文章采用近年来应用比较多的函数曲面直接率定方法。3研究信息量对SAC模型日模参数率定的影响。1信息利用分析思路采用无误差的理想模型论证率定SAC模型相关参数所需要的信息量。在研究不同长度序列的资料对日模率定结果的影响时，将分别采用从少至多的连续的逐日资料，用函数曲面直接率定方法对日模的相关参数进行优选，判断对于不同的参数初值，是否均能收敛到真值，如果能，说明相应长度序列的资料可为该参数率定方法提供足够的参数估计信息。2SAC模型日模参数率定信息量分析21建阳流域概况及资料

5、分析建阳流域是闽江的一个子流域，建阳站位于福建省建阳市崇阳溪和麻阳溪汇合口下游约680米处，其所在河流属闽江上游建溪水系，该站集雨面积4848km2。在研究率定SAC模型日模参数所需要的资料长度时，先采用较少资料率定日模参数，然后慢慢增多资料，直至率定结果稳定。考虑到降水量可能对参数率定结果造成不同的影响，比如丰水年、平水年和枯水年口J能会影响到参数率定结果。因此，首先对所采用的资料进行分析。对所采用的1988—1999年共12年的逐日资料进行分析发现，该时段内年平均降水量为1985．8mm，最

6、大为1998年2705mm，最小为1996年1403mm。时段月平均降水量为165．5mm。年最枯三个月一般发生于10—12月，年最枯六个月降水一般发生在9月至次年2月。2．2采用一个月资料时日模率定情况选取1988年1月份的实测降雨蒸发资料作为日模理想模型的输入，该月降水量为71．4mm，根据SAC模型参数的物理意义选取一组模型参数真值构建日模参数理想模型。任意选取10组不同的初值，用函数曲面直接率定方法进行率定后，得结果表明10组不同参数初值的率定结果不唯一，三个参数每次的率定结果均不一样，

7、且都与参数真值有很大差别，EKC、UZFWM和UZK三个参数的均方差分别为0199、12．216和0．129，均较大，表明率·300·定结果不稳定。可见用一个月资料率定SAC模型中的三个敏感性日模参数，不能得到稳定、有效合理的参数率定结果。23采用三个月资料时日模率定情况选取1988年1月至3月份的实测降雨蒸发资料作为日模理想模型的输入，这三个月的降水量为540．2mm，每月平均为180．1mm，稍大于有资料年代月平均降水量。用电脑任意选取10组不同的参数初值，用函数曲面直接率定方法进行率定，对

8、于不同的参数初值，经过函数曲面参数率定进行率定后，均能收敛到真值附近，三个参数的均方差分别为5．46×10～、5．64×10。2和2．58×10～，均很小，可见率定结果稳定。表明这三个月的资料率定EKC、UZFWM和UZK这三个参数可以得到参数真值，且率定结果稳定。由于所采取的资料为降水较丰月份的资料，并不能代表所有的资料情况，因此，进一步选取较枯的三个月资料对日模中的三个参数进行率定。选取1996年10至12月这三个月资料进一步验证三个月长度的资料是否均能得到稳定的率定结果，这三个月的降水量非