參數(shù)敏感性分析

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1、流溪河模型云計算與服務平臺中山大學水災害管理與水利信息化實驗室?理論方法O理論方法O建模數(shù)據(jù)O參數(shù)敏感性O參數(shù)優(yōu)選O單元分類O斷面估算O參數(shù)分類?應用案例O新安江水庫O樂昌峽水庫O長湖水庫O流溪河流域-論文論著?科技團隊-大記事-軟件系統(tǒng)■新手上路?我的模型■聯(lián)系我們?理論方法?建模數(shù)據(jù)?參數(shù)敏感性?參數(shù)優(yōu)選?單元分類?斷面尺寸估算?參數(shù)分類1、參數(shù)敏感性分析方法流溪河模型將參數(shù)分成高度敏感參數(shù)、敏感參數(shù)和不敏感參數(shù)。出于流溪河模型的參數(shù)較多，那些參數(shù)是高度敏感參數(shù)，那些參數(shù)是敏感參數(shù)，那些參數(shù)是不敏感參數(shù)，就需要通過敏感性分析確定。參數(shù)敏感性分

2、析分參數(shù)逐個進行,一次僅進行一個參數(shù)的敏感性分析。將當前進行敏感性分析的參數(shù)稱為分析參數(shù)，其它參數(shù)稱為非分析參數(shù)。敏感性分析的具體方法是，固定所冇非分析參數(shù)的值不變，對分析參數(shù)，以其現(xiàn)值為中心，上、卜'各取若干個值分別進行洪水模擬計算，求出洪水模擬結(jié)果的變化隨參數(shù)值變化的規(guī)律，以此判斷參數(shù)是否敏感,原則上，當參數(shù)的值變化時，模擬的洪水過程有劇烈變化或較大變化時,該參數(shù)為高度敏感參數(shù);當參數(shù)的值變化時，模擬的洪水過程有明顯變化時，該參數(shù)為敏感參數(shù)；當參數(shù)的值變化時，模擬的洪水過程有一定變化，但不明顯時，該參數(shù)為不敏感參數(shù)。對流溪河模型各可調(diào)參數(shù)，逐

3、個進行敏感性分析，包括河道單元糙率、邊坡單元糙率、土壤飽和含水率、出間持水率、凋萎含水率、飽和水力傳導率、土壤層厚度、土壤特性參數(shù)b、蒸發(fā)系數(shù)、潛在蒸發(fā)率和地下徑流消退系數(shù)共11個參數(shù)。在進行模型叮調(diào)參數(shù)的敏感性分析時，為了全面、深入的進行分析，得到較為合理的結(jié)論，一般要選擇1?3場洪水進行敏感性分析c如何對參數(shù)的敏感性進行評判，一般通過分析由于參數(shù)變化引起的模型模擬結(jié)果變化的程度來判別。如當參數(shù)發(fā)牛一定比例的變化時，引起的模型模擬計算結(jié)果的變化幅度較大，并且其變化幅度大于參數(shù)的變化幅度時，可認為該參數(shù)是敏感的，如引起的模型模擬計算結(jié)果的變化幅度

4、特別大，則可認為該參數(shù)是高度敏感的。本文在采用這一通用的敏感性分析方法對參數(shù)的敏感性進行分析時，對5個評價指標，包括確定性系數(shù)、相關系數(shù)、過程相對誤差、洪峰相對誤差和峰現(xiàn)時間誤差進行分析，以確定參數(shù)的敏感性。該方法比較不同參數(shù)時模擬的洪水過程的5個評價指標的變化，若參數(shù)的變化引起的模擬的洪水過程的5個評價指標的變化較大時，可認為該參數(shù)是敏感的，變化特別大時，則認為該參數(shù)是高度敬感的，變化不大時，認為該參數(shù)是不敏感的。這一分析還可確定參數(shù)的取值范圍，即當參數(shù)模擬的洪水過程的4個評價指標明顯位于不合理范I韋I時，可認為此參數(shù)是不可取的，進而分析出各參

5、數(shù)的可能取值范圍。但通過此方法分析參數(shù)的取值范圍時，需要在較大范圍內(nèi)進行參數(shù)的敏感性分析。當范圍太小時，可能得出不合理的結(jié)果。確定性系數(shù)、相關系數(shù)、過程相對誤差、洪峰相對誤差和峰現(xiàn)時間誤差采用下述公式計算。1)確定性系數(shù)oMSE2C=1—凡(45)“吒=芻空◎-VN-i（47）式中MSE為預報誤差的均方差，F(xiàn)0為預報流量的均方差，広和@為實測和模擬流量。“2）相關系數(shù)Ru』匹@-（工二M陀0一（工二M](48)2式中各變量意義同前?！?）過程相對誤差2^=ivM(49)，NUQ其中，N為總計算時長?！?）洪峰相對誤差Bp—I的-莎;

6、其中，0%

7、為實測洪峰流量，°”；為模擬洪峰流量?！昂榉鍖绗F(xiàn)時間誤差H為正值代表模擬的洪峰出現(xiàn)時間比實測時間提前，負值則表示模擬的洪峰出現(xiàn)時間比實測時間滯后。2、模型參數(shù)敬感性的理論分析對流溪河模型中的11個參數(shù)，本文通過理論分析，對參數(shù)的敏感性進行一個初步分析，為實際的模型參數(shù)的敏感性分析提供理論指導，但下面的分析僅僅是-?個泄性的分析，最終針對各個流域的實際結(jié)果，還有待于實際計算的結(jié)果來確定。1）與蒸發(fā)有關的參數(shù)為不敏感參數(shù)與蒸發(fā)有關的參數(shù)，包括凋萎含水率、蒸發(fā)系數(shù)、潛在蒸發(fā)率為不敏感參數(shù)，主要原因分析如下。在洪水徑流量中，蒸發(fā)量所占洪水徑流量的比重一般

8、較小，在發(fā)生較大洪水時，蒸發(fā)量往往可忽略不計，因此，潛在蒸發(fā)率的大小變化對洪水徑流量的影響較小，是一個不敏感的參數(shù)。在流溪河模型屮，凋萎含水率的作用是控制蒸發(fā)量的計算，當土壤的含水量低于凋萎含水率時,不發(fā)生蒸發(fā)，當土壤的含水率高于凋萎含水率低于田間含水率時，按潛在蒸發(fā)率的比例進行蒸發(fā)。由于在一場洪水過程期間，土壤的含水率一般較高,會高于凋萎含水率，并且在很多時段還會高于口間含水率，再加上蒸發(fā)量占洪水徑流量的比重較小，因此，凋萎含水率對洪水徑流量的計算影響很小，基本上不發(fā)生作用，是一個不敏感的參數(shù)。蒸發(fā)系數(shù)主要是區(qū)別不同土地利用類型的蒸發(fā)能力，由于

9、蒸發(fā)量占洪水徑流量的比重較小，不同土地利用類型蒸發(fā)能力的變化對洪水徑流量的影響也就更冇限，因此，蒸發(fā)系數(shù)也是一個不敏感參數(shù)。2）地下徑流