Improving the calibration strategy of the physically-based model WaSiM-ETH using critical events     

Shailesh Kumar Singh  Jiaying Liang  András Bárdossy 《水文科学杂志》2013,58(8):1487-1505

Abstract

The use of a physically-based hydrological model for streamflow forecasting is limited by the complexity in the model structure and the data requirements for model calibration. The calibration of such models is a difficult task, and running a complex model for a single simulation can take up to several days, depending on the simulation period and model complexity. The information contained in a time series is not uniformly distributed. Therefore, if we can find the critical events that are important for identification of model parameters, we can facilitate the calibration process. The aim of this study is to test the applicability of the Identification of Critical Events (ICE) algorithm for physically-based models and to test whether ICE algorithm-based calibration depends on any optimization algorithm. The ICE algorithm, which uses the data depth function, was used herein to identify the critical events from a time series. Low depth in multivariate data is an unusual combination and this concept was used to identify the critical events on which the model was then calibrated. The concept is demonstrated by applying the physically-based hydrological model WaSiM-ETH on the Rems catchment, Germany. The model was calibrated on the whole available data, and on critical events selected by the ICE algorithm. In both calibration cases, three different optimization algorithms, shuffled complex evolution (SCE-UA), parameter estimation (PEST) and robust parameter estimation (ROPE), were used. It was found that, for all the optimization algorithms, calibration using only critical events gave very similar performance to that using the whole time series. Hence, the ICE algorithm-based calibration is suitable for physically-based models; it does not depend much on the kind of optimization algorithm. These findings may be useful for calibrating physically-based models on much fewer data.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor A. Montanari

Citation Singh, S.K., Liang, J.Y., and Bárdossy, A., 2012. Improving calibration strategy of physically-based model WaSiM-ETH using critical events. Hydrological Sciences Journal, 57 (8), 1487–1505.  相似文献   

Design event selection in bivariate hydrological frequency analysis     

E. Volpi  A. Fiori 《水文科学杂志》2013,58(8):1506-1515

Abstract

In the bivariate analysis of hydrological events, such as rainfall storms or flood hydrographs, the choice of an appropriate return period for structure design leads to infinite combinations of values of the related random variables (e.g. peak and volume in the analysis of floods). These combinations are generally not equivalent, from a practical point of view. In this paper, a methodology is proposed to identify a subset of the critical combinations set that includes a fixed and arbitrarily chosen percentage in probability of the events, on the basis of their probability of occurrence. Therefore, several combinations can be selected within the subset, taking into account the specific characteristic of the design problem, in order to evaluate the effects of different hydrological loads on a structure. The proposed method is applicable to any type of bivariate distribution, thus providing a simple but effective rule to narrow down the infinite possible choices for the hydrological design variables. In order to illustrate how the proposed methodology can be easily used in practice, it is applied to a study case in the context of bivariate flood frequency analysis.

Editor Z.W. Kundzewicz; Associate editor Sheng Yue

Citation Volpi, E. and Fiori, A., 2012. Design event selection in bivariate hydrological frequency analysis. Hydrological Sciences Journal, 57 (8), 1506–1515.  相似文献   

大洋洲地区大地构造格架与优势矿产资源   总被引：1，自引：0，他引：1  

姚仲友  王天刚  傅朝义  马春  齐立平  孔红杰  汪传胜  李文光  陈刚 《中国区域地质》2014,(2):143-158

大洋洲横跨印澳板块、太平洋板块和欧亚板块三大板块,区内从太古宙至今经历了漫长的构造演化历史。根据区域地质特征,该区可划分为3个一级构造单元,即澳大利亚中西部前寒武纪克拉通、澳大利亚东部古生代造山带和环太平洋中新生代岛弧区,12个二级构造单元和40个三级构造单元。3个一级构造单元由于经历了不同的构造演化过程,各自发育了不同的岩石组合和矿化作用。在研究区域构造演化与成矿作用耦合关系的基础上,总结出3个构造单元的成矿特征：澳大利亚中西部前寒武纪克拉通成矿过程与克拉通的生长有关,成矿时代主要为太古宙和元古宙,优势矿种为金、铜、镍、锰、铁、铀、稀土、铅锌、铝土等;东部古生代造山带成矿多和古太平洋与古冈瓦纳板块的相互作用有关,成矿时代为古生代,优势矿种为铜、金、铅锌和钨锡;环太平洋中新生代岛弧区的成矿作用多与印澳板块、欧亚板块与太平洋板块的相互作用有关,成矿时代多集中在中一更新世,优势矿种为铜、金、镍、钴等。对大洋洲地区矿产资源潜力进行了评估,认为大洋洲地区的铁、锰、铜、铝、镍、金、铀、稀土等矿产资源均具有较好的潜力。  相似文献   

近20年台风事件对黄渤海颗粒有机碳季节性的影响     

王秀君  王晓雯  尤再进  石洪源 《海洋与湖沼》2022,53(4):861-871

边缘海初级生产力普遍较高,有机碳在沉积物中的埋藏高达全球的80%。黄渤海是位于我国东部的一个半封闭的温带陆架边缘海,在近20年中,黄渤海经历的台风事件频率不断增大,对碳循环关键过程发生多重影响。文章利用多组卫星及再分析资料,围绕2003~2020年期间夏季台风过境对黄渤海关键环境变量的影响,分析生物和非生物过程对不同海域水体中颗粒有机碳的贡献。结果表明,夏季台风过境一次、两次对黄渤海叶绿素的影响没有明显差异,叶绿素浓度增加主要在渤海西南部和南黄海约50%的海域。总体上看,台风过境对渤海、北黄海大部分海域水体中颗粒有机碳影响不大,但两次台风过境引起了南黄海约80%的离岸海域颗粒有机碳浓度的显著增加。南黄海中部海域水体中颗粒有机碳与叶绿素的比值在台风过后明显降低,表明该海域颗粒有机碳浓度的提高主要是由生物固碳过程的增强引起。台风过境加剧了黄海与渤海、近岸与离岸的水流交换,此过程增强了高营养盐和有机物水向南黄海尤其是中部海域的输送,因而提高了南黄海大部分海域颗粒有机碳浓度。除了光合作用等生物过程及水流交换对颗粒有机碳有影响外,黄渤海水体中颗粒有机碳浓度还受到沉积物再悬浮、陆源有机碳输入等过程的影响。台风过境可以加剧沉积物再悬浮和陆源有机物的输入,进一步提高黄渤海近岸及离岸海域颗粒有机碳的浓度。  相似文献   

Comparison of nominal and standardized catch per unit effort data in quantifying habitat suitability of skipjack tuna in the equatorial Pacific Ocean     

Cheng Zhou  Yuanyuan Hu  Jie Cao  Liuxiong Xu  Xuefang Wang  Rong Wan  Yu Xiao  Jiangfeng Zhu  Hao Tang 《海洋学报(英文版)》2022,41(3):1-2

In the western and central Pacific Ocean, upper strata waters exhibit highly dynamic oceanographic features under ENSO variability. This has been proved to be responsible for the dynamic change of both abundance and zonal distribution of skipjack tuna(Katsuwonus pelamis). Although causality has been suggested by researchers using physical–biological interaction models, cumulative evidence needs to be obtained and the tenability of assertion needs to be tested from an ecological habitat perspecti...  相似文献   

人参败毒散加减治疗脾肺气虚、寒湿郁肺型新型冠状病毒感染（或肺炎）28例          下载免费PDF全文

吴添沐 《应用海洋学学报》2022,38(10):4

目的：观察人参败毒散加减治疗脾肺气虚、寒湿郁肺型新型冠状病毒感染（或肺炎）的临床疗效。方法：选择脾肺气虚、寒湿郁肺型新型冠状病毒感染（或肺炎）患者28 例,采用西药联合人参败毒散加减治疗。观察患者平均连续2次呼吸道标本核酸检测阴性的时间、中医证候积分和复阳情况。结果：平均连续2次核酸转阴时间为（10.22±8.84）d;治疗后患者胸闷气短、咳嗽咳痰、纳差、便溏、神疲乏力症状积分均较治疗前降低,差异均有统计学意义(P<0.05);出院后14 d有1 例患者在隔离点出现复阳。结论：人参败毒散加减治疗脾肺气虚、寒湿郁肺型新型冠状病毒感染（或肺炎）疗效颇佳,且可对反复复阳患者起到稳定转阴的作用,值得临床推广运用。  相似文献   

2005—2020年新疆雷电灾害特征分析          下载免费PDF全文

刘兆旭  刘晶  范子昂 《干旱区地理》2022,45(5):1402-1414

利用2005—2020年新疆雷电灾害统计数据及2013—2020年新疆闪电定位监测数据,从雷电灾害发生的行业分布、人员伤亡、经济损失等角度,对新疆2005—2020年雷电灾害特征进行了分析。结果表明：（1） 2005—2020年新疆共发生雷电灾害事件154次,导致82人伤亡,近16 a雷电灾害事件呈逐年递减趋势,其中月分布高发期在4—8月,这与新疆的雷电月活动规律一致。（2） 雷电灾害空间分布特征和地域有很大的相关性,雷电灾害主要集中在北疆阿勒泰地区、塔城东南部地区以及伊犁哈萨克自治州直属县市一线,而南疆的雷电灾害数量基本上很少。（3） 雷电灾害事件主要发生在农村,占雷电灾害事件总数的62.3%。雷电灾害事件造成的行业受损比例由多到少依次是民用电子设备、工厂设备、电力设备和建筑物。本研究结果可为新疆防雷减灾工作提供重要的理论依据。  相似文献   

广东低温阴雨的低频振荡及环流特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

纪忠萍  高晓容  谷德军  吴秀兰  舒锋敏 《应用气象学报》2013,24(1):32-42

为了做好广东2—3月低温阴雨的中期与延伸期预报,该文分析了1953—2011年广州低温阴雨年景变化与广东低温阴雨年景变化的关系,并采用小波分析、相关分析等方法探讨了12月—次年4月广州逐日气温的低频振荡及与低温阴雨的关系。结果表明:广州低温阴雨的年景变化与广东年景一致的相同率达94.9%(56/59)。轻度低温阴雨年份,12月—次年4月广州逐日气温主要存在8.0~18.3 d显著周期,而中等及严重年份主要存在10.1~28.4 d及30~89.6 d的振荡。2—3月长低温阴雨主要与18 d以上的周期振荡有关,尤其与45 d以上的季节内振荡强度变化密切相关。利用典型个例的合成分析,建立了长低温阴雨30~64 d季节内振荡的天气概念模型,它们反映了长低温阴雨回暖—降温—开始—维持—结束的大气环流演变特征,其中乌拉尔山—贝加尔湖以西的阻塞高压可作为广东出现长低温阴雨的500 hPa前兆信号。  相似文献   

寒潮期间电离层TEC与地面天气参数的相关性     

张雅雯  陈美红  李传起 《南京气象学院学报》2013,5(3):278-283

利用1996-2004年间武汉地区发生的寒潮事件,分析了寒潮过境前后该地区电离层电子总含量TEC的变化情况及TEC与地面温度、压强之间的相关情况.结果表明:1)寒潮过境前,TEC分别有不同程度的波动,在2~3 d内完成一次升高和降低;2)在寒潮来临的标准日TEC有明显下降;3)寒潮过境后的5 d内,TEC出现类似"M"形的波动;4)寒潮过境前后,地面温度、压强和TEC之间表现出一定的正(负)相关.  相似文献   

影响化州的寒潮强冷空气特征及其与ENSO事件的关系   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈冰  梁越  马路金  江满桃  李英 《广西气象》2013,(4):18-21

利用化州1959年以来的气温资料与ENSO资料,分析了化州近54a中寒潮及强冷空气爆发的天气气候特征和在全球大气环流和天气气候异常的大背景下,ENSO事件对影响化州的寒潮及强冷空气异常活动产生的作用,得到一些相关性的结论.统计分析表明,化州出现寒潮的拉尼娜影响年,其时拉尼娜事件爆发型均为东部型,强度中等或偏强,而化州出现寒潮的厄尔尼诺影响年,其时厄尔尼诺事件爆发型均为中部型,强度中等或偏弱.化州寒潮和强冷空气活动多的年份一般出现在中等或弱的厄尔尼诺事件期间或非ENSO年期间.少寒潮和强冷空气活动容易发生在拉尼娜事件影响年期间以及非ENSO事件影响年期间.  相似文献