[发明专利]一种考虑初始状态变量影响的新安江模型参数率定方法

权利要求书

1.一种考虑初始状态变量影响的新安江模型参数率定方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、构建研究流域的新安江模型；

S2、设置新安江模型用于确定初始状态变量计算时段的目标函数；

新安江模型用于确定初始状态变量计算时段的目标函数为f，f的计算公式为，

f＝α×f₁(Q_s,Q_j)+β×f₂(Q_s,Q_j)

其中，f₁为考虑实测流量与模拟流量误差平方和的均方根的分式；f₂为考虑实测洪量与模拟洪量的相对误差的分式；α为f₁的系数；β为f₂的系数；Q_s为实测的流量系列；Q_j为新安江模型模拟的流量系列；

f₁的计算公式为，

其中，N为实测流量过程线纵坐标的数量；Q_s(i)为实测流量过程线的第i个纵坐标；Q_j(i)为计算的流量过程线的第i个纵坐标；i＝1,2,3,…,N；

f₂的计算公式为，

其中，W_s为实测的径流量；W_j为新安江模型模拟的径流量；abs为绝对值函数，取W_s-W_j的绝对值；

W_s和W_j的计算公式分别如下，

其中，Q_s(1)为实测流量过程线的第1个纵坐标；Q_s(N)为实测流量过程线的第N个纵坐标；Q_s(k)为实测流量过程线的第k个纵坐标；Q_j(1)为计算的流量过程线的第1个纵坐标；Q_j(N)为计算的流量过程线的第N个纵坐标；Q_j(k)为计算的流量过程线的第k个纵坐标；k＝2,3,4,…,N-1；Δt表示计算时段的长度；

S3、基于目标函数通过优化算法优化新安江模型参数，获取新安江模型的最优参数；

步骤S3具体为，设置新安江模型参数的阈值，对新安江模型的初始状态变量在合理范围内进行假定，通过优化算法按照目标函数最小的原则优化新安江模型的参数，获取新安江模型的最优参数

S4、利用最优参数确定参数率定期初始状态变量的计算时段；

步骤S4具体为，将最优参数代入到新安江模型，作为新安江模型的初始状态变量，利用该初始状态变量计算流域出口断面的流量系列，进而计算逐时段的纳什系数的值，从而得到逐时段的纳什系数系列，选取纳什系数的极大值对应的时段作为参数率定期初始状态变量的计算时段L，并计算该时段末的状态变量；

S5、利用参数率定期初始状态变量的计算时段，基于目标函数通过优化算法优化新安江模型参数，获取新安江模型的最终最优参数；

步骤S5具体为，取步骤S4中确定的初始状态变量的计算时段L的下一时段作为参数率定时段的起始时段，取步骤S4中确定的时段末的状态变量作为新安江模型的初始状态变量，通过优化算法按照目标函数最小的原则优化新安江模型的参数，获取新安江模型的最终最优参数。

2.根据权利要求1所述的考虑初始状态变量影响的新安江模型参数率定方法，其特征在于：步骤S1之前还包括收集研究流域的资料并整编；具体为，收集所研究流域的DEM数据，流域内各雨量站和水文站的经纬度信息及其相应的降雨量、径流量、蒸发量数据；利用GIS软件提取流域水系图，获取流域面积数据，划分泰森多边形确定各个雨量站的面积权重，计算流域的面平均雨量系列、相应时段长度的流域出口断面流量系列以及相应时段长度的蒸发量系列。