水文随机模拟进展_王文圣(1) .pdfVIP

第18卷第5期水科学进展Vol118,No15

2007年9月ADVANCESINWATERSCIENCESep.,2007

1,231

王文圣,金菊良,李跃清

(11中国气象局成都高原气象研究所,四川成都610072;21四川大学水利水电工程学院,四川成都610065;

31合肥工业大学土建学院,安徽合肥230009)

摘要:综述了近20年来水文随机模拟的新进展,包括三方面:¹随机水文模型改进和创新;º水文随机模拟应用

研究新进展;»水文随机模拟认识新进展。并指出了今后的研究重点:¹对水文过程的重要物理特性和统计特性

作深入的分析;º加强非参数模型和非线性模型的研究;»加强流域系统随机模型的研究;¼加强建立模型时如

何综合利用多种信息的研究;½加强模型的各种检验和合理分析。

关键词:随机模拟;随机模型;非参数模型;进展

中图分类号:P33316;G353111文献标识码:A文章编号:100126791(2007)0520768208

1水文随机模拟

水文系统受气候和人类活动影响,呈现出非常复杂的行为特征。在现有社会、经济和技术条件下,对水文

系统进行真实的物理实验以揭示其结构和功能,显然是十分困难的。由于系统的复杂性,目前还不能用准确的

数理方程描述并求解。要了解水文系统各组成间的相互关系,预测水资源开发方案可能产生的效果及对生态的

影响,分析系统的发展趋势,当前可行的一类方法就是水文随机模拟。所谓水文随机模拟[1],指根据水文系统

观测资料的统计特性和随机变化规律,建立能预估系统未来水文情势的随机模型,由模型通过统计试验获得大

量的模拟序列,再进行水文系统分析计算,解决系统的规划、设计、运行与管理问题的方法。水文随机模拟成

为认识、设计和管理复杂水文系统的主要方式之一,一直是水文科学研究的热点。

正是水文系统的复杂性,水文随机模拟法在该领域得到了大量的研究和广泛的应用。水文随机模拟技术最

早可追溯到20世纪20年代末Sudler,但直到1961年Britta将马尔柯夫模型用于年径流模拟和1962年Thomas、

Fiering将季节性马尔柯夫模型用于月径流随机模拟时,标志着水文随机模拟技术的形成。我国从20世纪70年

代末开始以成都科技大学(四川大学)、河海大学为代表开展了大量的水文随机模拟研究工作,形成了以随机理

论为基础的水文学新分支)))随机水文学,其代表作为1988年成都科技大学出版社出版的5随机水文学6。

从20世纪60年代开始,国内外在干旱重演、梯级水电站优化调度、水环境容量评价、水库防洪安全设

计、水文风险分析等方面对水文随机模拟进行了大量的研究和应用,取得了显著的进展[1]。本文就目前研究进

展加以简要总结。

2随机水文模型的进展

水文随机模拟技术的关键是建立合理可靠的随机水文模型。就目前成熟的、应用较多的随机模型而言,可

归纳为3类:回归类模型、解集类模型和具有物理基础类模型。为了探讨更合适的随机模型,水文工作者展开

了以下几方面的工作。

收稿日期:2005212225;修订日期:2006203215

基金项目:国家自然科学基金资助项目

作者简介:王文圣(1970-),男,四川宣汉人,副教授,博士,主要从事水文水资源水环境系统分析。

E2mail:wangws70@sina1com

第5期王文圣等:水文随机模拟进展769

211常用随机模型的改进和发展

长江水利委员会等单位[2]在对洪水资料进行对数指数变换后建立了多维平稳自回归模型和