發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 01:28

　　 隨南水北調(diào)工程的推動(dòng)和發(fā)展,對(duì)密云潮河流域進(jìn)行準(zhǔn)確的洪水預(yù)報(bào)至關(guān)重要。很多水文學(xué)者對(duì)南方地區(qū)研究較多,很多水文模型也更適用南方,而對(duì)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(bào)的難度。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地面觀測(cè)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(bào)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(bào)的時(shí)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(bào),避免了卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波需要計(jì)算切線性模式和伴隨模式這些缺點(diǎn),比四維變分同化方法更易實(shí)現(xiàn)�？紤]到人類活動(dòng)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(shí)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(shí)同步校正估計(jì),同時(shí)考慮模型自身、模型參數(shù)以及觀測(cè)數(shù)據(jù)的不確定性,將觀測(cè)的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)于濕潤(rùn)半濕潤(rùn)地區(qū),而密云潮河流域?yàn)榘霛駶?rùn)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(shí)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(bào)精度。密云潮河流域由三個(gè)水文站,從上游到下游依次為大閣站、古北口站和下會(huì)站。根據(jù)重現(xiàn)期或頻率劃分洪水等級(jí)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(gè)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(shí)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(shí)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(duì)同化過程的影響。此次研究可對(duì)不同等級(jí)洪水同化預(yù)報(bào)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(jí)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(jí)場(chǎng)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(huì)站分洪水等級(jí)為小洪水、中洪水和大洪水。對(duì)同一量級(jí)洪水?dāng)?shù)率定，一方面，對(duì)同一水文站不同量級(jí)場(chǎng)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(duì)不向?qū)Ρ龋�方法同上進(jìn)行誤差比較分析。化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(duì)同化過程的影響實(shí)例，分析同化的參數(shù)均值和方差改變、集合大小、同化析對(duì)同化過程的影響。框架及路線研究思路和技術(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?yàn)槊茉瞥焙恿饔颍�共包含大閣水文站、古北口水文站和下會(huì)水文站共計(jì)三個(gè)水文站，分別對(duì)水文站的場(chǎng)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(shí)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(duì)應(yīng)關(guān)系不好，后文中僅選取了幾場(chǎng)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(shí)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(duì)應(yīng)的土壤含水量。根據(jù)不同水文站所分別計(jì)算不同水文站每一天面平均土壤水分值，統(tǒng)計(jì)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(diǎn)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2890730