基于响应面优化的青龙河流域HSPF模型参数校准方法

论文摘要

Hydrological Simulation Program-Fortran（HSPF）模型参数多且交互作用复杂,传统参数寻优面临着优化参数不灵敏、优化算法易陷入局部陷阱等问题,影响了优化精度和效率.本文集成青龙河流域、参数抽样、灵敏度分析和参数优化探索新的寻优途径.应用响应面优化软件Design Expert,针对9个HSPF模型参数进行抽样,获得130组参数集,采用多元二次回归模型,建立参数集与纳什效率系数（NSE）的非线性关系,通过等高线和响应面识别最优参数及其密集取值区间.响应面优化参数的NSE平均值、最大值、最小值以及寻优区间缩减率均优于正交极差分析方法;LZSN、INFILT、AGWRC为极灵敏参数,DEEPFR为灵敏参数;LZSN和INFILT、INFILT和AGWRC、INFILT和UZSN、INFILT和IRC的交互作用对结果有显著影响;优化参数的密集取值区间:LZSN[2.00,2.65];INFILT[0.400,0.475];AGWRC[0.870,0.885];DEEPFR[0.101,0.176];BASETP[0.001,0.120];AGWETP[0,083,0.120];CEPSC[0.166,0.244];UZSN[0.83,1.22]; IRC[0.53,0.63].响应面方法综合了参数抽样、参数灵敏度分析以及参数优化等3个方面,考虑了参数非线性关系和参数的交互作用,兼顾了优化精度和效率,为青龙河流域HSPF模型参数优化开拓了新途径.

论文目录

• 1 研究流域、模型、数据与方法
•   1.1 研究流域概况
•   1.2 研究模型及数据
•   1.3 研究方法
•     1.3.1 研究参数遴选
•     1.3.2 参数优化方法及评价指标
•       1.3.2.1 响应面优化法概述
•       1.3.2.2 正交极差分析法
•       1.3.2.3 HSPF模型参数优化效果的评价指标
• 2 HSPF模型参数响应面优化技术路线
• 3 响应面优化分析结果
•   3.1 响应面分析结果
•   3.2 响应面优化法的二次寻优分析
•   3.3 响应面优化法与正交极差分析比较
•   3.4 水文模拟效果比较
•   3.5 水质模拟效果分析
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘兴坡,程星铁,胡小婷,李永战

关键词: 青龙河流域,模型,参数抽样,参数优化,响应面优化法

来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地球物理学

单位: 上海海事大学海洋科学与工程学院,上海海事大学海洋环境与生态模拟研究中心,河北省桃林口水库管理局

基金: 城市水资源与水环境国家重点实验室开放课题(ES201104),国家自然科学基金(51008191)

分类号: P333

页码: 163-170

总页数: 8

文件大小: 670K

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