Page 123 - 2024年第55卷第9期
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算公式如下:
∑ (Q sim -Q ) 2
obs
RMSE= (3)
槡 n
式中 n为数据个数。
4 结果与讨论
4.1 Grid - HBV模型的径流模拟结果 本研究采用蒙特卡洛抽样法对 Grid - HBV模型的网格参数进行
10000组随机抽样,以 NSE为评价指标进行分类率定,所得径流模拟结果如图 4所示。相关评价指标
见表 2。Grid - HBV模型径流模拟率定期和验证期的纳什效率系数 NSE分别为 0.78和 0.81,整体模拟
效果较好。在模拟径流- 实测径流散点图中可以看到大部分数据点分布在 45°线附近,但流量值较大的
数据点更多位于 45°线以下,各年最大日径流点大多位于红线下方,表明该模型在洪水模拟中存在一
定的低估。这一点在模拟径流和实测径流过程线对比图中也有体现,高流量模拟值中有不少低于其对
应的实测值。在低流量时,模拟径流过程线则多位于实测径流过程线上方,说明该模型在枯水期出现
了一定程度的高估。
注:橙色点为年最大日径流点
图 4 Grid - HBV模型径流模拟结果图
表 2 各模型评价指标一览表
NSE PB?% RMSE
率定 验证 率定 验证 率定 验证
Grid - HBV 0.78 0.81 11.0 - 28.4 75.9 90.4
s - LSTM 0.87 0.85 - 11.0 - 12.2 63.3 64.2
s - CNN - LSTM 0.90 0.89 - 2.8 - 3 .7 55.7 58.7
bi - CNN - LSTM 0.92 0.92 - 2.0 - 4.4 49.2 52.7
注:加粗表示该值为最优结果
4.2 CNN - LSTM 模型的径流后处理结果 本研究所使用的 3种后处理模型结果如图 5所示,相关评
价指标见表 2。图 5中可以看到,相比于后处理前,各后处理模型结果的散点图均更为紧密地分布在
45°线附近;其中图 5(c)图最为明显,对应的 bi - CNN - LSTM模型率定期和验证期 NSE均达到了 0.92,
是各后处理模型中最高的。图 5(a)图中高流量点较多位于 45°线以下,说明 s - LSTM 模型后处理后高
流量仍然存在一定的低估,这在径流过程线对比图中也可以看到。
本文参考董磊华等 [31] 的研究,将流量分为 3个等级:前 10%大流量为高水、中间 50%流量为中
水,后 40%小流量为低水,计算了不同流量等级评价指标的改善效果,结果见表 3所示(表中 PB和
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