高级搜索
  • 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引（EI）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究

徐静,  任立良,  刘晓帆,  Vijay. P. Singh,  刘薇,  袁飞

downloadPDF
文章导航 > 水科学进展  > 2009 >  20(3): 422-427
徐静, 任立良, 刘晓帆, Vijay. P. Singh, 刘薇, 袁飞. 基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究[J]. 水科学进展, 2009, 20(3): 422-427.
引用本文: 徐静, 任立良, 刘晓帆, Vijay. P. Singh, 刘薇, 袁飞. 基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究[J]. 水科学进展, 2009, 20(3): 422-427.
shu
XU Jing, REN Li-liang, LIU Xiao-fan, Vijay. P. Singh, LIU Wei, YUAN Fei. Propagation effect of precipitation uncertainty on rainfall-runoff modeling based on fuzzy set theory[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(3): 422-427.
Citation: XU Jing, REN Li-liang, LIU Xiao-fan, Vijay. P. Singh, LIU Wei, YUAN Fei. Propagation effect of precipitation uncertainty on rainfall-runoff modeling based on fuzzy set theory[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(3): 422-427.
shu

基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究

  • 1.

    河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏, 南京, 210098;

  • 2.

    Department of Biological and Agricultural Engineering, Texas A and M University, Texas 77843-2117, U.S.A.

基金项目: 教育部、国家外专局高等学校学科创新引智计划资助项目(B08048);教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT0717)
详细信息
    作者简介:

    徐静(1981- ).女,湖南益阳人,博士研究生,主要从事水文学及水资源方面的研究.E-mail:Jingxu-hhu@yahoo.com.cn

  • 中图分类号: P333.1

Propagation effect of precipitation uncertainty on rainfall-runoff modeling based on fuzzy set theory

  • 1.

    State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;

  • 2.

    Department of Biological and Agricultural Engineering, Texas A and M University, Texas 77843-2117, U.S.A.

Funds: The study is financially supported by the Program of Introducing Talents of Discipline to Universities(No.B08048)and the Program forChangjiang Scholars and Innovative Research Team in University(No.IRT0717).

  • 摘要: 基于模糊集理论,耦合遗传算法,量化分析降雨的量级、空间分布和时程分配产生的不确定性对流量模拟的影响。雨量量级的不确定性使用模糊集概念表示,运用遗传算法对时段雨量在时间上进行随机解集,并通过在各子流域上采用不同的时间解集模式以同时考虑降雨时程分配和空间分布不确定性。应用TOPMODEL对资水流域新宁水文站洪水过程进行模拟研究,结果表明,雨量不确定性的传播对洪水预报的影响处于主导地位,降雨时空分布引起的不确定性对洪水模拟的影响次之。此外,通过对1 h和0.5 h解集结果的比较发现,本文中采用1 h作为模拟的时间步长已可以较充分反映雨量的时间变异性。
    Abstract: In order to study the propagation effect of the precipitation uncertainties on the flood forecasting,the paper presents a methodology combining the fuzzy set theory with the genetic algorithm to quantify the effect of the uncertainty on the discharge simulation due to the precipitation magnitude and temporal-spatial distribution.The uncertainty of precipitation magnitude is represented by the fuzzy set concepts.The random disaggregation of precipitation into the shorter time step takes into account the uncertainty associated with temporal distribution of precipitation.The spatial variations of rainfall fields are represented by the different temporal disaggregation patterns within the sub-catchments.All the kinds of uncertainties are propagated through the fuzzy extension principle.Based on the methodology above,the TOPMODEL is used to simulate the flood events in the upstream area of the Xinning hydrological station.The results show that the uncertainty in the magnitude is more significant than the uncertainty resulting from the spatial-temporal distribution of precipitation.Moreover,there is no more difference between the precipitation uncertainty with time step of 1 hour and that with time step of 0.5 hour.It means the simulated time step of.hour is able to represent the temporal variation of precipitation in the study area.
  • [1] 黄伟军,丁晶.水文水资源系统贝叶斯分析现状与前景[J].水科学进展,1994,5(3):242-247.(HUANG Wei-jun,DING Jing.Hydrology and water resoorees system Bayesian analysis about state-d-the-art and prospect[J].Advances in Water Science,1994,5(3):242-247.(in Chinese))
    [2] SVEN G,HARAID K,ANDRAS B.Uncertainties in water balance estimations due to scarce meteorological information:A case study for the White Volta catchment in West Africa[C]//Pnceedings of symposium HS2004 at IUGG2007 on quantification and reducing of predictive uneertainty for sustainable water resources management.Perngia:LAHS Publ Press,2007:86-97.
    [3] FREER J E,MCMILLAN H,MCDONNELL J J,et al.Constraaining dynamic TOPMODEL responses for imprecise water table information using fuzzy rule baaed perfonnance measores[J].Journal of Hydrolngy,2004,291:254-277.
    [4] SHREEDHAR M,VINCENT G,ROLAND K P.Treatment of precipitation uncertainty in rainfall-runoff modeling:A fuzzy set approach[J].Advances in Water Resources,2004,27:889-898.
    [5] YAGER R R.A characterization of the extension principle[J].Fuzzy Sets and Systems,1986,18:205-217.
    [6] 杨晓华,陆桂华,郦建强.混合加速遗传算法在流域模型参数优化中的应用[J].水科学进展,2002,13(3):340-344.(YANG Xiao-hua,LU Gui-hua,LI lian-qiang.Applications of the hybrid accelerating generic algorithm to parameterr optimizationn of basin model[J].Advances in Water Science,2002,13(3):340-344.(in Chinese))
    [7] 赵亮,雎刚,吕剑虹.一种改进的遗传多目标优化算法及其应用[J].中国电机学报,2008,28(2):96-102.(ZHAO Liang.JU Gang,LU Jiao-hong.An improved genetic,algorithm in multi-objective optimization and its application[J].proceedings of the CSEE,2008,28 (2):96-102.(in Chinese))
    [8] MARTS W,GARBRECHT J.Numerical definition of drainage network and subeatchment areas fromn digital elevation models[J].Gomputers and Geosciences,1992,18(6):747-761.
    [9] WOLOCK D M.Simulating the variable-sam:e-area concept of streamflow generation with the watershed model TOPMODEL[R].U S Geological Survey:Water Resource Invest Rep,1993:93-124.
    [10] DUAN Q,GUPTA V K,SOROOSHIAN S.A shuffled complex evolution approach for effective and efficient global minimization[J].Journal of Optimizationn Theory and Applications,1993,76(3):501-521.
    [11] DUAN Q,SOROOSHIAN S,GUPrA V K.Optimal use of SC.,E-UA global optimization method for calibrating watershed medels[J].Journal of Hydrolngy,1994,158(3-4):265-284.
  • [1] 肖诗云, 郭晓阳, 李娜.  洪水水流压力及其影响因素模型试验研究 . 水科学进展, 2021, 32(3): 418-426. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.03.010
    [2] 刘易庄, 杨树清, 蒋昌波, 隆院男, 邓斌.  洞庭湖萎缩对湖内洪水影响 . 水科学进展, 2019, 30(4): 485-495. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.004
    [3] 陈华, 霍苒, 曾强, 杨无双, 陈杰, 郭生练, 许崇育.  雨量站网布设对水文模型不确定性影响的比较 . 水科学进展, 2019, 30(1): 34-44. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.004
    [4] 廖凯华, 徐绍辉, 吴吉春, 施小清.  土壤饱和导水率空间预测的不确定性分析 . 水科学进展, 2012, 23(2): 200-205. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2003.017
    [5] 李一平, 唐春燕, 余钟波, Acharya Kumud.  大型浅水湖泊水动力模型不确定性和敏感性分析 . 水科学进展, 2012, 23(2): 271-277. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2002.009
    [6] 孙正宝, 陈治谏, 廖晓勇, 王海明.  侵蚀性降雨识别的模糊隶属度模型建立及应用 . 水科学进展, 2011, 22(6): 801-806.
    [7] 张世法, 顾颖, 林锦.  气候模式应用中的不确定性分析 . 水科学进展, 2010, 21(4): 504-511.
    [8] 梁忠民, 戴荣, 李彬权.  基于贝叶斯理论的水文不确定性分析研究进展 . 水科学进展, 2010, 21(2): 274-281.
    [9] 赵冬泉, 王浩正, 陈吉宁, 王浩昌.  城市暴雨径流模拟的参数不确定性研究 . 水科学进展, 2009, 20(1): 45-51.
    [10] 管光华, 王长德, 冯晓波.  大型渠系联合运行状态空间模型不确定性的描述与度量 . 水科学进展, 2008, 19(2): 251-256.
    [11] 孙立群, 胡成, 陈刚.  TOPMODEL模型中的DEM尺度效应 . 水科学进展, 2008, 19(5): 699-706.
    [12] 万星, 周建中.  自适应对称调和遗传算法在水库中长期发电调度中的应用 . 水科学进展, 2007, 18(4): 598-603.
    [13] 孔凡哲, 芮孝芳.  TOPMODEL中地形指数计算方法的探讨 . 水科学进展, 2003, 14(1): 41-45.
    [14] 秦肖生, 曾光明.  遗传算法在水环境灰色非线性规划中的应用 . 水科学进展, 2002, 13(1): 31-36.
    [15] 赵卫民, 王春青.  多源降雨信息质量评估技术 . 水科学进展, 2001, 12(3): 373-377.
    [16] 金菊良, 杨晓华, 金保明, 丁晶.  基于遗传算法的地下水位动态预测双线性模型 . 水科学进展, 2001, 12(3): 361-366.
    [17] 郭方, 刘新仁, 任立良.  以地形为基础的流域水文模型——TOPMODEL及其拓宽应用 . 水科学进展, 2000, 11(3): 396-301.
    [18] 杨荣富, 丁晶, 金菊良.  与局部微调方法相结合的遗传算法 . 水科学进展, 1999, 10(2): 150-154.
    [19] 马光文, 王黎.  遗传算法在水电站优化调度中的应用 . 水科学进展, 1997, 8(3): 275-280.
    [20] 王黎, 马光文.  Streeter-Phelps模型参数估计的遗传算法 . 水科学进展, 1997, 8(1): 32-36.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  75
  • HTML全文浏览量:  21
  • PDF下载量:  597
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-04-12
  • 刊出日期:  2009-05-25

基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究

  • 1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏, 南京, 210098;
  • 2. Department of Biological and Agricultural Engineering, Texas A and M University, Texas 77843-2117, U.S.A.
    • 基金项目:  教育部、国家外专局高等学校学科创新引智计划资助项目(B08048);教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT0717)
    作者简介:

    徐静(1981- ).女,湖南益阳人,博士研究生,主要从事水文学及水资源方面的研究.E-mail:Jingxu-hhu@yahoo.com.cn

  • 收稿日期: 2008-04-12
  • 刊出日期: 2009-05-25

  • 中图分类号: P333.1

摘要: 基于模糊集理论,耦合遗传算法,量化分析降雨的量级、空间分布和时程分配产生的不确定性对流量模拟的影响。雨量量级的不确定性使用模糊集概念表示,运用遗传算法对时段雨量在时间上进行随机解集,并通过在各子流域上采用不同的时间解集模式以同时考虑降雨时程分配和空间分布不确定性。应用TOPMODEL对资水流域新宁水文站洪水过程进行模拟研究,结果表明,雨量不确定性的传播对洪水预报的影响处于主导地位,降雨时空分布引起的不确定性对洪水模拟的影响次之。此外,通过对1 h和0.5 h解集结果的比较发现,本文中采用1 h作为模拟的时间步长已可以较充分反映雨量的时间变异性。

English Abstract

徐静, 任立良, 刘晓帆, Vijay. P. Singh, 刘薇, 袁飞. 基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究[J]. 水科学进展, 2009, 20(3): 422-427.
引用本文: 徐静, 任立良, 刘晓帆, Vijay. P. Singh, 刘薇, 袁飞. 基于模糊集理论的降雨不确定性传播影响研究[J]. 水科学进展, 2009, 20(3): 422-427.
shu
XU Jing, REN Li-liang, LIU Xiao-fan, Vijay. P. Singh, LIU Wei, YUAN Fei. Propagation effect of precipitation uncertainty on rainfall-runoff modeling based on fuzzy set theory[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(3): 422-427.
Citation: XU Jing, REN Li-liang, LIU Xiao-fan, Vijay. P. Singh, LIU Wei, YUAN Fei. Propagation effect of precipitation uncertainty on rainfall-runoff modeling based on fuzzy set theory[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(3): 422-427.
shu

    全文HTML

参考文献 (11)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 《水科学进展》杂志社

    主办：南京水利科学研究院、中国水利学会 地址：南京市虎踞关34号邮政编码：210024

    电话：025-85829770电子邮箱：skxjz@nhri.cn

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计