發(fā)布時間：2020-11-20 01:28

　　 隨南水北調(diào)工程的推動和發(fā)展,對密云潮河流域進(jìn)行準(zhǔn)確的洪水預(yù)報至關(guān)重要。很多水文學(xué)者對南方地區(qū)研究較多,很多水文模型也更適用南方,而對北方尤其是密云潮河流域研究較少,是由于潮河流域自身氣候環(huán)境因素,使該流域常出現(xiàn)降雨較多而不產(chǎn)流現(xiàn)象,而加劇了北方洪水預(yù)報的難度。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地面觀測和遙感技術(shù)突飛猛進(jìn),豐富了數(shù)據(jù)來源,如何更好的提高算法技術(shù)和使用多源數(shù)據(jù)從而減小洪水預(yù)報的不確定性是當(dāng)今水文科學(xué)領(lǐng)域的熱門研究方向。數(shù)據(jù)同化方法可提高數(shù)值預(yù)報的時效性和準(zhǔn)確性,且該方法已在水文領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。本文使用集合卡爾曼濾波算法進(jìn)行同化預(yù)報,避免了卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波需要計算切線性模式和伴隨模式這些缺點,比四維變分同化方法更易實現(xiàn)�？紤]到人類活動頻繁使得下墊面條件經(jīng)常發(fā)生變化,參數(shù)并不是一成不變的,為了研究的真實性和準(zhǔn)確性,將參數(shù)加入到變量中作為狀態(tài)變量同時同步校正估計,同時考慮模型自身、模型參數(shù)以及觀測數(shù)據(jù)的不確定性,將觀測的流量進(jìn)行實時更新校正,將集合卡爾曼濾波與新安江模型耦合同化。考慮到新安江模型是基于蓄滿產(chǎn)流理論,主要是對于濕潤半濕潤地區(qū),而密云潮河流域為半濕潤半干旱氣候,將新安江模型改進(jìn)為蓄滿超滲混合模型同時將土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)與徑流量進(jìn)行多源數(shù)據(jù)同化,可提高洪水預(yù)報精度。密云潮河流域由三個水文站,從上游到下游依次為大閣站、古北口站和下會站。根據(jù)重現(xiàn)期或頻率劃分洪水等級為小洪水、中洪水和大洪水,分別進(jìn)行非同化設(shè)置、僅同化徑流、同化徑流和遙感土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)和校正土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)多源數(shù)據(jù)比較分析,結(jié)果表明三個水文站中小洪水在加入徑流和土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的多源數(shù)據(jù)同化精度更高,而中大洪水在僅徑流時精度已很高。從同化效果來看,小洪水優(yōu)于中洪水優(yōu)于大洪水,同時上游同化效果優(yōu)于中游優(yōu)于下游。為了研究影響同化效果的影響因素,以中游古北口水文站為例,分析參數(shù)均值和方差改變、集合樣本數(shù)以及參數(shù)和變量間的相關(guān)性分析對同化過程的影響。此次研究可對不同等級洪水同化預(yù)報方式以及相關(guān)的同化過程奠定一定的基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P338.6
【部分圖文】：

水文站不同等級場次的多源數(shù)據(jù)同化域水文站從上游到下游依次為大閣站、古北口站和下會站分洪水等級為小洪水、中洪水和大洪水。對同一量級洪水?dāng)?shù)率定，一方面，對同一水文站不同量級場次洪水進(jìn)行研模擬、僅同化徑流和同化徑流和遙感土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)、校正同化，將同化結(jié)果進(jìn)行誤差分析比較；另一方面，針對不向?qū)Ρ�，方法同上進(jìn)行誤差比較分析�；�效果的影響因素研究結(jié)果的影響因素是多方面的，為了研究對同化過程的影響實例，分析同化的參數(shù)均值和方差改變、集合大小、同化析對同化過程的影響�？蚣芗奥肪�研究思路和技術(shù)路線如圖 1-1 所示。

圖 2-1 密云潮河流域圖2.2 數(shù)據(jù)資料本文的研究流域為密云潮河流域，共包含大閣水文站、古北口水文站和下會水文站共計三個水文站，分別對水文站的場次洪水進(jìn)行依次研究，由于近幾年的土壤含水量數(shù)據(jù)缺失，本次研究選取時間為 2000 年~2005 年 6 年的降水蒸發(fā)徑流和土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行研究。又由于一些數(shù)據(jù)的降水流量對應(yīng)關(guān)系不好，后文中僅選取了幾場較好的洪水進(jìn)行研究和分析。2.2.1 降水流量數(shù)據(jù)本文將北京市密云地區(qū)潮河流域作為研究流域，該流域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取時間為 2000 年~2005 年 6 年的日降水、日蒸發(fā)和日流量數(shù)據(jù)，用于后文中的參數(shù)率定和多源數(shù)據(jù)同化。

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文究流域的經(jīng)緯度坐標(biāo)及對應(yīng)的土壤含水量。根據(jù)不同水文站所分別計算不同水文站每一天面平均土壤水分值，統(tǒng)計為旬平較，圖 2-3 中深色部分即為研究流域占據(jù)的柵格點。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 申曉驥;安如;;歐空局主、被動微波土壤濕度產(chǎn)品的比較驗證[J];遙感信息;2017年02期

2 盧麗;潘興瑤;李薇;崔慶美;李嘉;;潮河流域降雨徑流變化趨勢分析[J];北京水務(wù);2017年01期

3 周小珍;潘興瑤;朱永華;胡亞子;;潮白河流域1980—2013年平均水平衡特征研究[J];自然資源學(xué)報;2016年04期

4 任政;盛東;;基于多目標(biāo)GLUE算法的新安江模型參數(shù)不確定性研究[J];水電能源科學(xué);2016年03期

5 陳鶴;楊大文;劉鈺;張寶忠;;集合卡爾曼濾波數(shù)據(jù)同化方法改進(jìn)土壤水分模擬效果[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2016年02期

6 張玲;安如;王喆;;主/被動微波遙感數(shù)據(jù)融合的土壤濕度產(chǎn)品的CDF改進(jìn)研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2015年30期

7 劉金濤;宋慧卿;張行南;陳喜;;新安江模型理論研究的進(jìn)展與探討[J];水文;2014年01期

8 董潔平;李致家;戴健男;;基于SCE-UA算法的新安江模型參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用[J];河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

9 徐會軍;陳洋波;李晝陽;何錦翔;;基于LH-OAT分布式水文模型參數(shù)敏感性分析[J];人民長江;2012年07期

10 田雨;雷曉輝;蔣云鐘;李薇;;水文模型參數(shù)敏感性分析方法研究評述[J];水文;2010年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 虞慧;新安江模型在中型水庫洪水預(yù)報中的應(yīng)用研究[D];江西師范大學(xué);2010年

本文編號：2890730