Page 65 - 2023年第54卷第11期
P. 65
３ 数据与模型率定
３．１ 水库数据 将 ＴＣＣＲＭ１—ＴＣＣＲＭ４应用于我国 ２６座水库，以验证模型效果，其中有 １２座水库在
长江流域，１０座水库在珠江流域，４座水库在黄河流域，按蓄水系数（ＩｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔＲａｔｉｏ，ＩＲ）来划分
水库的调节能力，ＩＲ的跨度为 ０．００２～０．９４，包含季调节水库、年调节水库以及多年调节水库。并根据
ＩＲ将水库划分为三种类型：季调节水库（ＩＲ＜０．０５），年调节水库（０．０５ ≤ＩＲ＜０．３），多年调节水库（ＩＲ ≥
０．３）。长江流域、珠江流域水库的数据分别来自于长江水利委员会、珠江水利委员会，包括水库日出
流数据以及根据出流、库容所反演的日入流数据。黄河流域水库的数据来自于由黄河水利委员会公布
的水库日出流数据，以及水库上游作为水库入流的控制水文站点的日径流数据作为水库的入流数据
（ｈｔｔｐ：??６１．１６３．８８．２２７：８００６?ｈｗｓｑ．ａｓｐｘ）。另外，２６座水库中，其中 １９座水库还有对应的实测蓄水量数
据。各水库数据的时间跨度不一，少则 ５年，多则 １７年。
本文 ２６座水库具有好的代表性，其建设规模、功能、气候条件 等均 不 一 致。如 表 ３所示，２６
３
３
座水库中，最小的是总库 容为 １亿 ｍ 的 鲁布革水 库，最大 为 ４５０亿 ｍ 的 三 峡水 库。水 库功能各
异，包含发电、防洪、灌溉、供水、旅游等多种功能。水库位置纬度跨度接近 １０°，年平均降水量
变幅为 ４００～１５００ｍｍ。
表 ３ 水库信息表
年降雨量?总库容? 蓄水 年降雨量?总库容? 蓄水
水库名称 流域 起始时间 结束时间 水库名称 流域 起始时间 结束时间
ｍｍ 亿 ｍ ３ 系数 ＩＲ ｍｍ 亿 ｍ ３ 系数 ＩＲ
三峡 长江 １１６５ ４５０．４４ ０．０８１ ２０１０?１?１ ２０１８?１２?３１ 岩滩 珠江 １４２３ ３５．１ ０．０２８ ２０１３?１?１ ２０１７?１２?３１
水布垭 长江 １３３４ ４５．８ ０．３０３ ２０１２?５?１１ ２０１９?４?１６ 天一 珠江 １０１４ １０２．５７ ０．３００ ２００３?１?１ ２０１９?１２?３１
隔河岩 长江 １２５７ ３４ ０．２４２ ２００７?１?１ ２０１９?４?１６ 云鹏 珠江 ９１０ ３．８ ０．０３４ ２００９?１１?２５２０１９?１２?３１
锦屏一级 长江 ９４３ ７７．６ ０．０３７ ２０１６?１?１ ２０２１?１０?３１ 鲁布革 珠江 １４６８ ０．９９４８ ０．０１４ ２００５?７?１ ２０１９?１２?３１
丹江口 长江 ８５７ ３１９．５ ０．４２６ ２０１５?１?１ ２０１９?４?１６ 龙滩 珠江 １３４４ ２９９．２ ０．４０４ ２００７?１?１ ２０１８?５?１１
江口 长江 １０８３ １９．０２ ０．０８４ ２００７?１?１ ２０１８?１２?３１ 长洲 珠江 １４８２ ５６ ０．００２ ２００７?１０?３０ ２０１９?４?９
彭水 长江 １１９０ １４．６５ ０．０１３ ２０１６?１?１ ２０２２?１?１ 光照 珠江 １４３１ ３２．４５ ０．２５１ ２０１１?１?１ ２０１７?１２?３１
二滩 长江 １１０１ ６１．４ ０．０７０ ２０１６?１?１ ２０２２?１?１ 西津 珠江 １３８３ １９．１３ ０．０２１ ２０００?１?１ ２０１８?１２?３１
宝珠寺 长江 ９７９ ２５．５ ０．１５８ ２０１８?１?１ ２０２０?１２?３１ 红花 珠江 １４８９ ２０．７３ ０．００２ ２００７?１?１ ２０１８?１２?３１
碧口 长江 ６８０ ５．２１ ０．０１１ ２０１８?１?１ ２０２０?１２?３１ 龙羊峡 黄河 ３９６ ２８６．２８ ０．９４３ ２００８?１０?１７２０２０?８?１２
草街 长江 １１６０ ２４．２８ ０．００３ ２０１８?１?１ ２０２０?１２?３１ 刘家峡 黄河 ３８１ ４４．３ ０．１１９ ２００８?１０?１７２０１６?１２?３１
亭子口 长江 １０９４ ４０．６７ ０．０９３ ２０１８?１?１ ２０２０?１２?３１ 万家寨 黄河 ４１２ ８．９６ ０．０１８ ２００９?１?１ ２０２０?８?１２
百色 珠江 １２１０ ５６．６ ０．３１６ ２００９?１?１ ２０１８?１２?３１ 小浪底 黄河 ６５０ １２６．５ ０．４６７ ２００９?１?１ ２０２０?８?１２
３．２ 模型率定及评估 将数据划分为两个时期，前三分之二为率定期，后三分之一为验证期。率定算
法则采用 ＳＣＥ － ＵＡ ［２４］ （ＳｈｕｆｆｌｅｄＣｏｍｐｌｅｘＥｖｏｌｕｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ － ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｉｚｏｎａ）。优化算法 ＳＣＥ － ＵＡ采
用下山单纯形法进行最优解的搜索，为了避免算法受局部极值的影响，同时采用多个单纯形进行并行
搜索，并实现了多个单纯形之间的信息共享，可以同时优化水文模型的多个参数，已在水文领域得到
了广泛应用。以水库出流的纳什效率系数（Ｎａｓｈ － Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＮＳＥ）ＮＳＥ 为目标函数
Ｑ
进行参数率定，以 ＴＣＣＲＭ４模型为例，记 ＴＣＣＲＭ４模型的 ＮＳＥ 为 ＮＳＥ ＴＣＣＲＭ４ ，其计算公式为：
Ｑ
Ｑ
∑ ( ｏｂｓ －Ｑ ＴＣＣＲＭ４ ２
ｏｕｔ，ｔ )
Ｑ
ｏｕｔ，ｔ
ＮＳＥ ＴＣＣＲＭ４ ＝１－ （１０）
Ｑ ｏｂｓ ｏｂｓ ２
∑ ( Ｑ ｏｕｔ，ｔ －Ｑ ｏｕｔ，ｍｅａｎ )
３
— １ ２ ７ —
