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,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行同化預(yù)報,避免了卡爾曼濾波和擴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�？紤]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,將新安江模型改進為蓄滿超滲混合模型同時將土壤水分數(shù)據(jù)與徑流量進行多源數(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,分別進行非同化設(shè)置、僅同化徑流、同化徑流和遙感土壤水分數(shù)據(jù)和校正土壤水分數(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數(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行研模擬、僅同化徑流和同化徑流和遙感土壤水分數(shù)據(jù)、校正同化，將同化結(jié)果進行誤差分析比較；另一方面，針對不向?qū)Ρ龋�方法同上進行誤差比較分析�；�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)徑流和土壤水分數(shù)據(jù)進行研究。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】

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本文編號：2890730