| 刘希琛,阚光远,丁留谦,何晓燕,梁珂.新安江模型参数优化的一种约束SCE-UA算法研究[J].中国水利水电科学研究院学报,2023,21(5):434-443,465 |
| 新安江模型参数优化的一种约束SCE-UA算法研究 |
| Study on a constrained SCE-UA algorithm for parameter optimization of the Xinanjiang model |
| 投稿时间：2023-05-18 |
| DOI：10.13244/j.cnki.jiwhr.20230101 |
| 中文关键词: 新安江模型 参数优化 物理意义 罚函数 SCE-UA |
| 英文关键词:Xinanjiang model parameter optimization physical meaning penalty function SCE-UA |
| 基金项目:中国水利水电科学研究院十四五“五大人才”计划(JZ0199A032021);光合基金A类(ghfund202302018283);中国水科院减灾中心“基础研究型”科技创新人才项目(GY2205) |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 刘希琛 | 流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
中国水利水电科学研究院, 北京 100038
水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038
水利部京津冀水安全保障重点实验室, 北京 100038 | | | 阚光远 | 流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
中国水利水电科学研究院, 北京 100038
水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038
水利部京津冀水安全保障重点实验室, 北京 100038 | kangy@iwhr.com | | 丁留谦 | 流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
中国水利水电科学研究院, 北京 100038
水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038
水利部京津冀水安全保障重点实验室, 北京 100038 | | | 何晓燕 | 流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
中国水利水电科学研究院, 北京 100038
水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038
水利部京津冀水安全保障重点实验室, 北京 100038 | | | 梁珂 | 北京中水科工程集团有限公司, 北京 100048 | |
|
| 摘要点击次数: 478 |
| 全文下载次数: 505 |
| 中文摘要: |
| 在新安江模型参数优化领域，洗牌复合形进化(Shuffled Complex Evolution，简称SCE-UA)算法得到了广泛的应用。但在长序列降雨径流模拟和模型参数优化中面临一些问题需要解决。当模型参数适配不当时，土壤含水量易于出现负值，此外，不同径流成分对应的汇流参数需要满足一定的大小关系。上述问题的处理，决定着优化算法能否找到具有正确物理意义的最优模型参数，以及径流模拟结果的合理性和可靠性。针对这些问题，提出了一种约束SCE-UA算法，通过罚函数法对土壤含水量和汇流参数施加约束，引导优化算法向具有正确物理意义的参数可行域展开搜索，在寻优的同时确保了物理意义的正确性。在呈村流域开展了基于约束SCE-UA算法的新安江模型参数优化研究，数值模拟结果表明，约束SCE-UA算法能够确保模型参数物理意义的正确性，解决了土壤含水量出现负值和汇流参数大小关系错误的问题。利用优化获得的最优参数开展水文模拟，能够取得更好的水量平衡效果和更高的模拟精度。 |
| 英文摘要: |
| The Shuffle Complex Evolution developed at University of Arizona(SCE-UA)algorithm has been widely applied in the field of parameter optimization for the Xinanjiang model.Nevertheless，there exist several issues that need to be resolved in the long-term rainfall-runoff simulation and the optimization of model parameters.An imprudent model parameters set can readily engender negative values in soil moisture content.Furthermore，the flow concentration parameters associated with distinct runoff components necessitate adherence to specific magnitude relationships.The effective resolution of these issues plays a pivotal role in determining the optimization algorithm's ability to discover optimal model parameters that possess reasonable physical meanings，while ensuring the rationality and reliability of the runoff simulations.In order to tackle these issues，a constrained SCE-UA algorithm is proposed，incorporating constraints on both the soil moisture content and flow concentration parameters through the utilization of penalty function approach.This technique directs the optimization algorithm towards exploring the parameter space within a feasible domain that adheres to the appropriate physical meanings，thus ensuring the preservation of accurate physical interpretation while pursuing the optimal solution.The numerical simulation in Chengcun results demonstrate that the constrained SCE-UA algorithm effectively guarantees the accuracy of the physical interpretation of the model parameters and resolves the issues pertaining to negative soil moisture content and improper size relationships among flow concentration parameters.The utilization of the optimized parameters in hydrological simulation yields better water balance and simulation accuracy. |
| 查看全文 查看/发表评论 下载PDF阅读器 |
| 关闭 |
|
|
|
