祁连山排露沟水文动态HBV模型模拟参数检验及敏感性分析

【摘要】对流域水文动态及其过程的了解是预测和评价森林植被水源涵养功能的重要基础,而模型模拟是实现对水文动态规律描述的基本手段。然而,水文模型模拟和预测精度与模型参数的取值有很大关系,存在不确定性的问题。因此,如何选取适用于指定研究区域模型参数是确保水文模型预报精度的重要前提。本研究将概念性半分布式模型HBV应用于祁连山黑河上游山区排露沟小流域,进行了4年(2000-2003年)逐日径流水分动态模拟。首先通过区域敏感性分析方法RSA(RegionalSensitivityAnalysis),分析比较了基于传统统计、流量特征以及组合目标函数时HBV模型的参数敏感性。接着采用普适似然不确定估计GLUE(GeneralizedLikelihoodUncertaintyEstimation)方法,利用覆盖率、中值宽度和流量累积差分析评价了HBV模型基于不同目标函数时模拟径流的不确定性。最后利用动态可识别方法DYNIA(DynamicIdentifiabilityAnalysis)分析了模拟期间观测径流数据在识别各模型参数时信息量的变化、模型参数最优值随模拟时间的关系以及模型结构的完备性。RSA结果表明HBV模型参数的敏感性随着选用的目标函数变化；当选取以流量为特征的目标函数以及组合目标函数时,能增加模型参数的敏感性,在一定程度上减少了模型参数的不确定性。GLUE结果表明HBV总体上可以很好地模拟排露沟流域的径流量,但低估了洪峰量。以流量为特征的目标函数以及组合目标函数时,大多数的模型参数显示了较高的识别性和低的不确定性。DYNIA结果显示了模型参数有各自关键期,这些关键期参数的识别性较高并对模拟径流形成起着重要作用。在HBV模型中涉及到的21个参数中,共有11个参数(分别为：流域参数PCALT,TCALT;融雪模块参数CFMAX,SFCF;土壤模块参数FCshrub’LPshrub,LPgrass;响应模块参数PERC,UZL,K2;路径汇流模块参数MAXBAS)的最优值不随时间变化,在模拟过程中保持恒定值；5个参数(融雪模块参数TT；土壤模块参数FCforest,BETAshrub,BETAgrass;响应模块参数K1)的最优值变化幅度相对于各自参数的原始范围小于10%,可以认为这5个参数相对稳定其识别不随时间变化；而剩余5个参数(融雪模块参数CFR；土壤模块参数forest,BETAforest,FCgrass;响应模块参数Ko)的最优值在整个模拟过程中随着时间不断波动,难以识别率定。综合所述,HBV模型可以很好地模拟排露沟流域出口断面的流量过程。基于水文特征的目标函数以及组合目标函数能有效增加模型参数的敏感性,减少模型参数的不确定性,可以作为模型参数率定评价时优先选取的目标函数。在21个模型参数中,共有16个参数得到了很好的识别,但CFR,LPforest,BETAforest,FCgrass,K05个参数难以有效识别,需要通过对其函数表达式作进一步修正和验证。
【作者】欧阳帅；
【导师】孙建新；HeikePuhlman；王襄平；
【作者基本信息】北京林业大学，生态学，2014，博士
【关键词】HBV模型；水文模型；敏感性分析；不确定性分析；动态识别分析；

【参考文献】
[1]韦薇.肝癌发生过程中差异表达基因的研究[D].广西医科大学,肿瘤实验病理,2004,硕士.
[2]李彦锋.企业家素质测评指标体系研究[D].河北经贸大学,行政管理,2012,硕士.
[3]史建伟.基于SOA架构的军队后勤保障信息门户设计与实现[D].吉林大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[4]欧若风.虚拟RFID技术的研究[D].复旦大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[5]白意良.对富兰克林·罗斯福第一次就职演讲的批评话语分析[D].长春工业大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[6]张磊.明清江西新设县厅研究[D].复旦大学,历史地理学,2012,硕士.
[7]胡坚勇.关于我国信息化新农村建设的若干思考[J].经济界.2006(06)
[8]汤婷.益阴燥湿洗剂治疗阴虚夹湿型老年性阴道炎的临床观察[D].湖北中医药大学,中医妇科学（专业学位）,2013,硕士.
[9]徐维阳,宫大庆,刘世峰.基于结构方程的供应链协同发展路径分析[J].当代经济研究,2014,08:79-85.
[10]张冰冰.出土西周銮铃研究[D].吉林大学,考古及博物馆学,2013,硕士.
[11]牛向荣.ZrH_2/6063Al复合材料的制备及组织结构研究[D].北京有色金属研究总院,材料科学与工程,2013,硕士.
[12]葛文杰.Caspase介导的iASPP剪切在凋亡中的作用[D].哈尔滨工业大学,生物学,2014,硕士.
[13]刘明.企业专利产出动力研究[D].辽宁大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[14]申广君.有偏选举模型非紧邻的排它过程及其混合的遍历性等问题的研究[D].安徽师范大学,基础数学,2004,硕士.
[15]乔田田.马克思的文化思想及其对当代中国文化建设的启示[D].曲阜师范大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[16]袁婷.吸毒人员刑事责任研究[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[17]邢浩江,张东来.一种实时高精度故障录波系统同步控制方法[J].电力系统自动化,2009,06:63-66.
[18]彭伟,王金生,姚春燕.亚固结线锯切割实验研究[J].中国机械工程,2013,09:1225-1228+1232.
[19]周勇.提高证券公司资产管理业务效益的策略分析[D].兰州大学,金融,2014,硕士.
[20]张燕君.第二次大迁徒后美国黑人家庭状况、成因及其发展趋势[D].华东师范大学,世界史,2004,硕士.
[21]裴玉宁.双咔啉氮氧化物催化的不对称硅氢化和硅氰化反应研究[D].河北大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[22]周阳.海洋定点监测升降式浮标控制系统研制[D].杭州电子科技大学,电路与系统,2013,硕士.
[23]赵丽嫚.一种新型的协同过滤推荐算法[D].南京邮电大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[24]孙哲.鼻腔鼻窦恶性肿瘤的回顾性分析及Cox-2、mTOR、CD44v6蛋白的表达和临床意义[D].蚌埠医学院,肿瘤学,2013,硕士.
[25]刘如泰,庄华夏,黄俊,张俊芝.人工气候环境模拟自然潮差环境混凝土氯离子侵蚀的相似性[J].混凝土,2014,11:24-26.
[26]刘文昌.Apriori算法在客户关系管理中的应用[J].长春大学学报,2005,04:25-27.
[27]伍莉芳.通渭榜罗红色文化资源融入《思想品德》课程的实践研究[D].西北师范大学,教育,2013,硕士.
[28]明丽娟.吉航公司薪酬体系调整的研究[D].吉林大学,工业工程,2013,硕士.
[29]王旭.下颌骨囊性病变的临床治疗分析[D].大连医科大学,口腔临床医学,2012,硕士.
[30]张丽丹.中国电视民生新闻理论、实践及反思[D].华中师范大学,新闻学,2013,硕士.
[31]田金宗.冷战视野下的安哥拉内战（1974-1988）[D].华东师范大学,世界史,2013,硕士.
[32]顾淑君.PPAR γ基因Prol2Ala、C1431T和C681G多态性与脂质指标的相关性研究[D].苏州大学,公共卫生（专业学位）,2013,硕士.
[33]郭立玮.现代分离科学与中药分离问题——关于开展“中药分离原理与技术”系统研究的思考[J].世界科学技术,2005,04:61-66+87-88.
[34]贺江华.天际岭国家森林公园空气负离子及其影响因子研究[D].中南林业科技大学,森林游憩与公园管理,2014,硕士.
[35]鲁海波.基于三轴向加速度计的电子教鞭系统设计[D].苏州大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[36]凌小萍.技术发展的社会选择研究[D].广西大学,科学技术哲学,2004,硕士.
[37]郑磊.刑事被告人公开审判权异化问题研究[D].内蒙古大学,法律,2014,硕士.
[38]洪超.Ti-Si-N薄膜表面生长过程的KMC仿真[D].内蒙古科技大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[39]吕馨.海洋中重度风化溢油指纹鉴别技术的研究[D].大连海事大学,环境科学,2004,硕士.
[40]柴学森.鲤不同选育群体形态学及生长性能的比较分析[D].上海海洋大学,水产养殖,2013,硕士.
[41]黄鹤宇.老年原发性高血压左室肥厚患者的心率变异性与QT离散度的分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[42]刘学.长大纵坡路段重型车辆荷载特性研究[D].长安大学,工程机械,2013,硕士.
[43]雷景生.神经网络的分类、聚类功能及其规则抽取研究[D].新疆大学,2003.
[44]顾国伟.基于蜂窝网格能量高效的无线传感器网络目标跟踪协议的研究与设计[D].华东师范大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[45]姜兆一.非物质文化遗产保护：形式选择、传承效能与保护绩效的关系研究[D].天津财经大学,旅游管理,2012,硕士.
[46]郭树军.B公司SMT生产线MES防错系统的构建研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[47]柴中.网络延迟系统中几种滤波器设计方法研究[D].杭州电子科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[48]王晓国.湿法脱硫后烟气细颗粒物的声波团聚[D].哈尔滨工业大学,动力工程,2014,硕士.
[49]沈美玉.山东省现代服务业集聚及区域差异研究[D].山东师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[50]彭立勇.米仓山—镇巴地区深部构造特征及其演化机制[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2013,硕士.