HIMS模型参数的不确定性和其影响因素.PDF

第32 卷 第4 期 地 理 科 学 进 展 Vol.32, No.4 2013 年04 月 PROGRESSINGEOGRAPHY Apr., 2013 HIMS 模型参数的不确定性及其影响因素 1 1,2 2 3 4 2 5 刘丽芳 ，刘昌明 ，王中根 ，江 燕 ，张永强 ，桑燕芳 ，王 虎 (1. 北京师范大学水科学研究院，北京 100875；2. 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室， 北京 100101；3. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085；4. 澳大利亚联邦科工组织 土地与水资源研究所，堪培拉2601 ，澳大利亚；5. 中国农业机械化科学研究院，北京 100083) 摘 要：模型参数的不确定性及影响因素分析对无资料流域水文预报具有重要意义。本文以澳大利亚3 个流域为 例，采用GLUE 方法分析HIMS 模型参数的不确定性，在此基础上探讨流域物理属性对参数取值的影响。研究发 现：①HIMS 模型9 个参数的不确定性都比较大，属于敏感参数；②降雨量、森林覆盖度和表层土壤最大有效蓄水 量大的流域，土壤蓄水容量W 取值大；土壤饱和导水率和森林覆盖度高的流域，产流系数R 、r 的取值较大；温度 sm 低、森林覆盖度小的流域，实际蒸散发系数ε取值大；易透水、森林覆盖度高的流域，马斯京根汇流系数C 取值大。 2 这些结论能为今后在无资料流域应用HIMS 模型进行水文预报提供一定参考。 关 键 词：参数不确定性分析；流域物理属性；HIMS 模型；GLUE 方法 doi: 10.11820/dlkxjz.2013.04.005 1 引言 目前，分析水文模型参数不确定性的方法众 多，主要有普适似然不确定估算法(Generalized 自然界中许多流域由于受自然环境与经济条 Likelihood Uncertainty Estimation, GLUE) 、经典贝 件的限制，水文测站分布密度不足，成为无资料流 叶斯法(classical-Bayesian)、伪贝叶斯法(pseu- 域；另外一些流域则因为环境(气候和土地利用)变 do-Bayesian) 等，其中GLUE 方法因具有简单、易 化等因素的影响，使得历史资料有时不可用(Gos- 行、有效等优点得到了广泛应用(Blasone et al, wami et al, 2007; 李丹颖等, 2004; 刘苏峡等, 2005; 2008) 。GLUE 方法1992 年由Beven 等提出(Beven Sivapalan et al, 2003; 谈戈等, 2004) 。在这些无资 et al, 1992) ，随后国内外对采用GLUE 方法分析水 料流域进行水资源开发利用时需要进行准确的水 文模型参数不确定性进行了大量研究(Beven et al, 文预报。针对这一问题，2003 年国际水文科学协会 2001; 戴健男等, 2011; 黄国如等, 2007; Montanari, (IAHS)正式启动了PUB(Prediction in Ungauged Ba- 2005; 莫兴国等, 2004; 舒畅等, 2008; Schoups, sins)国际水文计划，旨在用未来10年的时间大力开 2010; 卫晓婧等, 2008; 熊立华等, 2004) ，这些研究 展无资料流域的水文预报，减少水文