基于随机理论的汇流影响因素分析

韩晓峰

(齐齐哈尔松嫩水利建筑工程有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161006)

水文模拟的理论基础是产汇流理论。大量的实测资料表明，在产汇流过程中，存在着许多难以预测和控制的随机性因素。概括起来主要表现在:①水文模型描述的降雨－径流、河道洪水演算等过程都是建立在物理简化的基础上的，这就导致了模型结构的不确定性;②降雨时空分布和下垫面时空分布的不均匀性，以及水文资料或信息的不确定性等，导致了模型输入的不确定性;③大多数水文模型的参数主要是依据降雨和径流资料来率定，由于资料的选取、优化方法、目标函数及参数组合等因素而产生了模型参数的不确定性。这些不确定性因素始终存在并制约着防洪决策的正确性，目前广泛采用的水文模型，认为其结构、模型的输入及参数都是确定性的，即对于一个流域系统来说，认为系统响应是唯一的，这显然是不符合实际情况的。针对自然界中存在的许多随机不确定现象，用包含随机元素的随机微分方程建立和模拟其过程将更为优越。本文应用随机微分方程对水文过程中的随机不确定因素进行分析和探讨。

1 理论依据

线性水库的随机汇流系统可表达为:

式中:I(t)为汇流系统的输入;Q(t)为汇流系统的输出;W(t)为汇流系统的蓄量;k为线性水库的蓄量常数。图1为线性水库示意图。

图1 线性水库示意图

联立上述两式可得:

式(2)是汇流系统结构、参数及其输入均为确定性时描述汇流过程的微分方程式。……