WEP模型全局参数敏感性分析及参数自动率定

本文把LH-OAT全局参数敏感性分析算法,SCE-UA全局参数自动优化算法引入WEP-L模型,并成功应用于汉江上游流域。通过LH-OAT参数敏感性分析,可以减少参与参数优化的参数个数,然后再对这些参数进行SCE-UA参数自动优化。同时,为比较不同目标函数对参数敏感性及自动率定的影响,分别对8种目标函数进行了参数敏感性分析及自动率定。结果显示排序后的残差平方和及其变化形式的效果较好,其中排序后二次方根形式变化的残差平方和效果最好。WEP-L模型参数自动化率定的实现,可大大提高WEP-L模型参数率定的科学性和客观性,从而方便WEP-L模型的推广与应用。     

WASP模型参数率定与敏感性分析

WASP是美国环境保护局提出的水质模型系统,能够用于不同环境污染决策系统中分析和预测各种水质状况.将WASP模型应用于长河水体富营养化分析,采用长河的实际监测数据,对WASP模型做了参数率定与模型验证.得出WASP模型具有易用性,适用于河流水体的富营养化模拟.为确定WASP模型富营养化模拟过程中对模拟结果影响较大的参数,进行了参数灵敏度分析.分析结果表明,影响浮游植物量的最主要参数为20℃浮游植物最大生长速率常数,水中碳源与叶绿素的比值次之.     

基于 Morris的SWMM模型参数敏感性分析

随着城市化的不断推进,城市洪水、内涝问题日益严重。国内外广泛使用的SWMM模型在防洪排涝的实践中发挥着重要作用,模型参数的确定是其应用可靠的关键性问题。本文利用Morris筛选法,以龙岩市中心城区为例,研究SWMM模型的不同水文水力参数对区域洪峰流量和径流系数的影响程度。研究结果表明,对径流系数影响最大的参数是不渗透性、最小渗入速率和漫流宽度,对洪峰流量影响最大的参数是不渗透性、漫流宽度和渗透性粗糙系数。文中结果有利于提高模型参数选取的效率,也能提高模拟结果的准确度,为今后SWMM模型的应用研究提供参考。     

API流域模型参数交互式率定技术

长江委水文局预报处开发了API流域模型参数交互式率定的软件包。将流域历史水文数据和流域基本资料输入计算机后，预报员从数据查错、处理开始，逐步率定各模型参数和分类单位线，直到模型检验、精度评定、成果打印，全部在计算机上完成，不需任何机下作业。使用结果表明，本软件效率比传统人工作业方式提高数十倍，成果质量也高于人工作业。重点介绍了软件中使用的交互技术。     

基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析

采用互信息方法对SWMM模型输入参数与输出结果之间的非线性关系进行了全局敏感性分析。以山东大学千佛山校区降雨径流模拟为例,采用拉丁超立方体抽样,研究了SWMM模型模型参数对输出结果的影响程度。结果表明:峰值流量最敏感的参数为透水区曼宁糙率系数;峰现时间最敏感的参数为管道曼宁糙率系数,其次为最小渗透率;总产流最敏感的参数为最小渗透率。     

基于偏相关法的SWMM模型参数全局敏感性分析

基于拉丁超立方采样和偏相关分析方法,对暴雨管理模型(SWMM)中的水文水力参数进行了全局敏感性分析。以某小区为例,构建SWMM模型进行径流模拟,研究参数变化对模型输出结果的影响。结果表明:在设计降雨情景下,对峰值流量最敏感的参数是不透水区曼宁系数和子汇水区宽度比例因子;对峰值时间敏感的参数是不透水区曼宁系数、子汇水区宽度比例因子和子汇水区坡度比例因子,其他参数敏感性较小;对总产流最敏感的参数是子汇水区面积比例因子。通过分析,量化评估了各个参数的敏感性,可为精确构建模型提供指导。     

晋江流域HEC-HMS模型关键参数的分区率定

为进一步揭示流域自然地理条件的空间分异,以及大型水库等人类活动对分布式水文模型参数时空变化的影响,以东南沿海的晋江流域为典型区,通过对研究区内3个水文站和山美水库集水区的亚区设置,构建晋江流域HEC-HMS模型;选取1996-2014年历年最大一场洪水系列,运用循环渐近法,对模型进行分区率定,以分析模型关键参数初损率λ和波速V的时空变化。结果表明:(1)分区率定法可以得到流域不同区域模型关键参数的合理取值。(2)模型关键参数时空变化明显,其中,初损率λ在4个亚区的平均值分别为0.33、0.54、0.559和0.571,与区域的土地利用结构、水利工程等因素有关,水库集水区的初损率平均值最小,可能与区域林地面积增加以及水库蓄水有关;初损率在时间上的变化则与相应时间的起涨流量相关,起涨流量越大则初损率越小。5个不同区域河道的波速V平均值为3.218、2.241、1.95、1.427和1.217m/s,呈上游至下游递减,区域平均坡度越大则波速越大;而波速V在时间上的变化与最大6h降雨量及上游来水条件相关,降雨量越大、上游水量越大则波速越大。(3)分区率定方法充分利用了流域水文控制站点的水文资料,构建的流域HEC-HMS模型,可以更好地反映流域不同区间水文过程的变化。     

南水北调中线总干渠冰情预测模型参数敏感性分析及率定

南水北调中线工程黄河以北总干渠冬季由于受气温的影响,将有不同程度的冰情产生,总干渠将处于无冰、流冰、冰盖下输水等多种复杂运行状态,运行不当则可能发生冰塞、冰坝危害。为了更准确地预测冰情,文章利用详细热量交换法对不同条件下渠道内一维冰盖生消进行数值模拟,根据2012年冬季的冰清观测结果以均方根差最小的原则率定模型参数。随后通过改变反射系数α、云量C、虚拟冰盖厚度Δh、风速Va、折减系数Cc及Ce、初始水温等分析冰盖厚度对于模型参数的敏感性。仿真结果显示,模型参数中反射系数α、虚拟冰盖厚度Δh这两个参数对冰盖厚度影响较大,气温数据中云量C对冰厚结果影响较大,且在高云量区域敏感性为极敏感,这些规律可以为寒区渠道系统冰情预测模型的开发及率定提供参考。     

基于粒子群算法的SWMM参数多目标率定研究

率定SWMM参数对于提高城市降雨径流过程模拟的准确性至关重要。文章构建了一个理想模型与一个实际模型用于比较粒子群算法与不同目标函数的组合对SWMM参数率定的影响。结果表明：对于理想模型,多目标函数率定的SWMM模型对总流量和流量峰值的模拟精度高于单目标函数率定的SWMM模型;对于实际模型,多目标函数率定的SWMM模型仍能得到可接受的模拟结果。相较于单目标函数,粒子群算法和多目标函数的组合更适用于SWMM模型参数率定。研究成果可为提高城市内涝模拟精度提供技术支撑。     

新安江流域abcd水量平衡模型及参数敏感性分析

abcd水量平衡模型在国外得到了广泛应用,但在国内应用基本处于空白状态。为了探究该模型在我国中小流域应用的适应性及有效性,在介绍abcd模型的原理及结构的基础上,将其应用于新安江流域的径流预报模拟。在国内首次对abcd模型的4个参数进行敏感性分析,采用单变量法和多变量法分别探讨模型的性能指标对参数变化的响应程度。结果表明:校验阶段汛期与非汛期Nash确定性系数(Nash-Sutcliffe efficiency, NSE)分别为0.929和0.863,表明拟合程度较高;参数敏感性分析对于提高abcd模型参数率定的效率和精度具有显著意义;单变量法与多变量法结果相近,NSE对参数c最为敏感。通过对比径流模拟值与实测值,得出该模型模拟精度高、具有较高的适应性,能够广泛应用于我国中小流域。     

基于Morris筛选法的SWMM参数敏感性分析

以徐州市某一住宅小区为例,选用修正的Morris筛选法,利用(storm water management mod-el)模型中11个参数为变量,研究参数的变化对径流系数及洪峰流量的影响.研究结果显示,不渗透性/％(imperv)、最小渗入速率(minrate)、漫流宽度(width)的变化对径流系数影响较大;漫流宽度...     

广州天河智慧城SWMM参数敏感性分析

为研究城市雨水模拟中参数对SWMM模拟结果的影响,构建了广州天河智慧城SWMM水文模型,开展降雨径流水量水质同步监测,对模型参数进行率定与验证,并使用Morris方法分析水文水力参数和水质参数的敏感性。结果表明:水文水力参数中最大下渗速率对总径流量敏感性最高,地表曼宁系数对峰值流量敏感性最高,下渗参数为影响水文水力模拟结果的主要参数;水质参数中冲刷指数对污染物模拟结果敏感性最高,前期干旱天数对污染物模拟结果敏感性比总径流量模拟的敏感性高。     

基于ANUGA和SWMM耦合模型的车陂涌流域内涝模拟分析

为探究设计暴雨雨峰位置对城市内涝的响应规律,以广州车陂涌流域某片区为研究区,基于ANUGA和SWMM构建耦合模型AGSWM,采用实测降雨的流量和内涝数据对AGSWM进行验证,并对不同雨峰位置的设计暴雨情景进行了内涝模拟与分析。结果表明：耦合模型AGSWM具有良好的模拟精度,能够较好地反映车陂涌内涝时空演进过程;在低重现期后峰情景和高重现期中峰情景下,内涝积水总量、总淹没面积、重度内涝等级的淹没面积和重度内涝等级的易涝点最大水深较大;在低重现期前峰情景、高重现期后峰情景下,积水峰现延迟时间较长。     

Adachi-Oka蠕变模型参数敏感性分析

为了研究蠕变模型参数的敏感性,基于Adachi-Oka屈服面蠕变模型,通过对软黏土地基的固结计算,分析了本构参数对计算结果的影响。研究结果表明:至计算完成时(1 a后),地基土体的沉降随着土层深度的增加而减小,超孔压随着土层深度的增加而增大,荷载作用区右侧区域出现了"反拱"现象。参数敏感性分析表明,对沉降影响较大的参数是临界应力比、弹性剪切模量、压缩指数及黏塑性参数,其中以临界应力比对计算结果最为敏感。建议在进行位移反分析时,重点对上述参数进行调整,其余参数可以通过经验或相关规范取值。     

基于SWMM的城市雨洪模型模拟研究——以广东东莞市东城牛山汇水片区为例

为研究城市雨洪规律及城市化对雨洪的影响,指导城市防洪排涝,以SWMM为研究工具,东莞市东城牛山汇水片区为研究对象,经过汇水子流域划分、管网系统概化、参数设置调试等步骤构建了研究区域的城市雨洪模型,并应用所构建的模型对不同降雨重现期、不同城市化程度设计情境进行了模拟研究。结果显示,所构建模型可以对城市雨洪过程进行全程动态模拟;模拟发现随着重现期的增加,径流总量和洪峰流量都明显增加,且增幅逐渐减小;随着城市化的发展,降雨入渗量减少,径流量和洪峰流量增大,径流系数不断增高,洪涝灾害的风险升高,且短重现期的降雨条件下影响更明显。     

湖北省小流域洪水汇流参数复合分析

基于同一小流域各场洪水的汇流参数,即纳希瞬时单位线(IUH)参数(n、k)随造峰雨强度及时空分布呈一定规律变化的特点,根据湖北境内河流、湖泊、水库实测暴雨洪水资料复合场次洪水汇流参数,综合得出设计条件下的流域汇流参数。结果表明,复合计算洪水与实测洪水较为接近,其复合优化参数明显优于矩法参数,是适用于目前湖北地区洪水资料短缺的小流域设计洪水计算的有效方法之一。     

SWMM模型水质模拟的异参同效现象研究

以我国西南某市某区域为研究对象,基于SWMM模型,根据不同的下垫面分类方式建立了4个不同参数结构的模型,并通过监测获得了4场完整降雨的相关数据;应用拉丁超立方采样法分别进行了参数识别和模型验证;建立了分析模型异参同效现象的指标,并进行了分析.结果表明,异参同效现象在SWMM模型中真实存在,模型的复杂程度影响了"异参同效...     

SWMM在城市排水管网分析中的应用

采用暴雨管理模型(SWMM)对深圳市福田河流域的排水管网进行分析。将一次实际降雨情境、深圳市暴雨强度公式中T=1、3情境作为输入,进行模拟计算。结果显示,福田河流域的排水管网中,三种情境中,分别有5.6%、7.8%、10.2%的检查井发生溢流,溢流时间最长分别为2.53 h、2.89 h、3.07 h,发生满流管道比例分别为12.4%,13.3%和16.0%。部分瓶颈地区,对系统的排水造成一定的影响。