MIKE水文模型参数的不确定性研究震1，2，张静1，2，宫辉力1，2郑(1．首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地，北京100048;2．首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室，北京摘要:为了估测水文模型的不确定性参数特征，更准确地构建水文模型，利用妫水河流域东大桥水文站径流资料，对MIKESHE模型参数进行了不确定性分析。结果表明:选取的参数中不确定性较大的为水平传导系数、壤中流下渗常量、壤中流给水度、壤中流渗透阈值，不确定性较小的为山林地及平原耕地的饱和渗透系数、蒸散发经验系数;模型模拟结果与实测数据符合较好，校核期有55%的实测数据落入模拟径流量的置信区间内，但模拟精度仍有待提高。关键词:不确定性分析;蒙特卡洛法;GLUE法;MIKESHE水文模型;径流模拟中图分类号:P343文献标志码:Adoi:10．3969/j．issn．1000-1379．2015．01．006水文模型的不确定性研究是水文科学研究的重要课题，而模型参数的不确定性分析则是水文模型不确定性研究的重要内容之一［1］。国内对于MIKESHE水文模型的不确定性研究较少，尤其是对北方盆地流域的研究不够深入，黄粤等对塔里木河源流山区径流进行了模拟，通过分析识别出了隐含于模型结构、输入及参数方面的8种不确定性来源，但没有对其不确定性进行研究［2］。国外对此研究较早，ChristineE．等基于MIKESHE水文模型，利用GLUE法对美国加利福尼亚州半干旱灌木林地火灾引起的径流变化进行了不确定性分析［3］;ChristiaensK．等采用拉丁超立方随机采样的方法对该模型进行了不确定性与敏感性分析［4］。笔者通过模拟妫水河的地表径流过程，采用GLUE法探究了MIKESHE水文模型参数的不确定性与敏感性。图1研究区示意2研究方法2．1模型原理MIKESHE水文模型将流域划分为许多等面积的离散网格，垂直方向根据地质情况分层，通过模拟地下水与地表水的交互关系计算水资源总量的分配过程，主要包括地下径流、地表径流。由于该区地质情况较为复杂，山区石灰岩岩溶裂隙水区地质资料缺少，地质分层较为困难，因此对地下水的模拟采用集总式的线性水库法。MIKESHE模型对流域水文过程的模拟主要通过坡面流模拟、饱和带模拟、非饱和带模拟、河道湖泊以及蒸散发模块的系统化交互进行。非饱和带1研究区概况研究区选自东大桥水文站以上流域，面积为678km2。研究区分布有6个气象站和东大桥1个水文站(图1)，其中东大桥水文站记录了2005—2008年的月径流数据，6个气象站记录了气温、降水、蒸发等数据。土地利用方式分为7类，以林地和灌溉作物为主，林地主要沿研究区边界分布，灌溉作物则主要分布在中部地区。土壤类型以褐土为主，分布于区内大部分地区，西北部山区多为棕壤，潮土则主要沿河收稿日期:2014-04-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(41271004;40901026);北京市科技新星项目(2010B046)。作者简介:郑震(1989—)，男，山东济宁人，硕士研究生，研究方向为GIS、ＲS在水资源管理中的应用。通信作者:张静(1977—)，女，河北廊坊人，教授，研究方向为水文集成模型与水质模型。E-mail:zzme110@126．com人民黄河2015年第1期模拟采用水量平衡法或理査德方程，坡面流模拟采用二维圣维南方程组。2．2MIKESHE建模MIKESHE分布式水文模型所需的数据主要包括蒸散发量、降雨量、土地利用类型分布、DEM、土壤类型等。本文将流域水文参数的shp数据、DEM数据、土壤参数、叶面指数、根系深度等导入MIKESHE模型中，将妫水河流域划分为任意大小的正方体单元格，横、纵向网格数均为50，每个网格长、宽均为900m。LAI叶面指数以及根系参数通过查找相关资料、调查延庆地区种植作物类型进行确定，DEM以及2005年土地利用类型图通过ArcGIS、ＲS技术处理遥感图像得到，参考蒸散发采用气象站标准水面蒸发近似代替，土壤类型参阅北京数字土壤类型分布图，分为沙土、壤土和黏土3类，降雨量采用6个雨量个参数的取值范围;②利用蒙特卡洛法获取不同参数组，在模型率定期重复运行，得出各参数组模拟值;③定义似然函数(本文为E)，设置似然阈值TH，确定有效参数组;④针对有效参数组模拟值进行数理统计分析，在给定的置信水平上计算实测流量的上下界预测值。33．1...