[发明专利]一种分布式水文模型模拟效果验证方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于水文模型领域，尤其涉及一种分布式水文模型模拟效果验证方法及装置。

背景技术

分布式水文模型由于能够反映流域参数的空间异质性，以及基于一定的物理机制，能够比较全面地模拟流域水文过程，是目前研究流域水循环的主要工具。目前，对分布式水文模型进行模拟效果验证的方法非常多，大多采用模拟值和实际值的差异进行对比，反映计算结果的好坏。但是，这类方法对观测值的峰值比较敏感，即只要将峰值模拟好，模型率定效果就比较满意。在生态水文过程中，往往更关注低值过程模拟效果，而现有验证方法计算效果不是很好。如果仅用低值数据进行模型率定，则峰值效果就无法保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式水文模型模拟效果验证方法及装置，旨在解决现有模型验证方法无法综合考虑峰值、低值模拟效果所存在的问题。

本发明是这样实现的，一种分布式水文模型模拟效果验证方法，包括以下步骤：

S1、确定实测流量允许误差范围上限和下限；

S2、检测模拟流量是否位于实测流量容许误差范围内，如果位于范围内，则做满足要求标记，否则做不满足要求标记；

S3、统计所有满足要求标记的模拟流量的数目，并除以总的观测流量数据个数，得到模拟效率系数(即满足度)，且满足度越大，模型模拟效果越好。

本发明进一步提供了一种分布式水文模型模拟效果验证装置，包括：

误差限定模块，用于确定实测流量允许误差范围上限和下限；

标记模块，用于检测模拟流量是否位于实测流量容许误差范围内，如果位于范围内，则做满足要求标记，否则做不满足要求标记；

验证模块，用于统计所有满足要求标记的模拟流量的数目，并除以总的观测流量数据个数，得到模拟效率系数(即满足度)，且满足度越大，模型模拟效果越好；其中，

所述误差限定模块、标记模块以及验证模块依次连接。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明通过对观测流量建立一个有效误差缓冲范围，统计落入缓冲范围内的模拟流量个数同总观测流量数量的比例，实现对模型模拟效率的率定，由于上下限的设定由模型验证者自行决定，本发明可有效控制峰值、低值在整体率定过程中的权重。此外，使用缓冲区间满足度进行描述，可有效避免因流量数值大小而引起的模型验证结果对流量峰值敏感的问题。

附图说明

图1是本发明分布式水文模型模拟效果验证方法的步骤流程图；

图2是本发明分布式水文模型模拟效果验证装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种分布式水文模型模拟效果验证方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、确定实测流量允许误差范围上限和下限

在步骤S1中，运行分布式水文模型，获取年(月、日)模拟结果(本发明是对数值精度的拟合方法，只需要知道实测数据序列和模拟数据序列就可以采用本方法进行率定验证)。确定模拟序列中每个模拟结果可行域的上下限，可通过相对值和绝对值两种方式进行设置。相对值法：上限＝观测值*(1+上限宽度相对比例)，下限＝观测值*(1-下限宽度相对比例)；绝对值法：上限＝观测值+上限宽度值，下限＝观测值-下限宽度值。

S2、检测模拟流量是否位于实测流量容许误差范围内，如果位于范围内，则做满足要求标记，否则做不满足要求标记

在步骤S2中，检测每个模拟值是否位于模拟结果可行域内，即如果下限<模拟值<上限，则表示当前模拟值满足要求，对应满足指标设置为1，否则设置为0。

S3、统计所有满足要求标记的模拟流量的数目，并除以总的观测流量数据个数，得到模拟效率系数(即满足度)，且满足度越大，模型模拟效果越好

在步骤S3中，将所有模拟值的满足指标相加求和，并计算满足度：满足度＝满足指标和/观测数据个数。设置有效满足度阈值，如果计算满足度大于阈值，则表示本次验证可行。对水文模型长系列模拟结果进行率定时，可采用不同率定情景下满足度最大的那组参数作为最好效果。在本发明中，通过对观测流量建立一个运行误差缓冲范围，统计落入缓冲范围内的模拟流量个数同总观测流量数量的比例，实现对模型模拟效率的率定。由于上下限的设定由模型验证者自行决定，本发明可有效控制峰值、低值在整体率定过程中的权重。