HIMS系统水文模型定制与参数区域化方法研究的任务书.docx

HIMS系统水文模型定制与参数区域化方法研究的任务书
任务书
一、任务背景
HIMS（HydrologyIntegratedModelSystem）是一种水文模型软件系统，由美国密歇根州立大学HydrologyandRemoteSensingLaboratory研发。该系统可以对不同时间尺度下的水文循环过程进行模拟和预测，包括降水、蒸散发、径流等。同时，该系统还可以进行水资源评价和管理，为水资源决策提供科学依据。在国内，HIMS系统已经得到广泛应用，在水利、交通、环保等领域发挥了重要作用。
然而，HIMS系统在应用过程中还存在一些局限性，需要进行完善。一方面，由于模型计算的复杂性和数据的不确定性，需要对模型进行定制，以保证模型的可靠性和正确性。另一方面，当前水文模型在进行参数估计时通常采用的是全局参数估计方法，即在整个流域范围内估计相同的参数，这样会存在参数空间异质性等问题，从而影响模型的精度和准确性。因此，需要对水文模型进行参数区域化，以提高模型的可靠性和适用性。
针对上述问题，本任务旨在进行HIMS系统水文模型的定制和参数区域化方法的研究，以提高HIMS系统在水文循环模拟和水资源管理中的应用效果。
二、研究内容
1.HIMS系统水文模型定制
对HIMS系统中的水文模型进行精细化定制，包括优化模型的输入数据、参数设置和计算方法等，以提高其模拟和预测能力。具体内容包括：
（1）对模型输入数据进行优化，包括降水数据、气象数据、地形数据等，提高其时空分辨率和精度，以提高模型的准确性。
（2）对模型参数进行优化，根据流域水文特征，确定最优的参数值，以提高模型的适用性和准确性。
（3）优化模型的计算方法，如改善模型的迭代算法、稳定性控制等，以提高模型的稳定性和效率。
2.参数区域化方法
采用参数区域化方法，将全局参数估计转化为局部参数估计，以提高模型的精度和准确性。具体内容包括：
（1）确定参数空间，对流域进行划分，确定每个区域的参数取值范围。
（2）构建参数区域化模型，以流域内每个区域为单元进行单独的参数估计。
（3）采用交叉验证和误差分析等方法对参数区域化模型进行评价，以提高其可靠性和准确性。
三、研究目标
1.实现HIMS系统水文模型的定制化，提高其模拟和预测能力，进一步提高HIMS系统在水文循环模拟和水资源管理中的应用效果。
2.建立参数区域化方法，为水文模型的参数估计提供一种新的思路和方法，以提高模型的精度和可靠性。
四、研究计划
1.第一年
（1）研究HIMS系统的核心算法和模型结构，分析其特点和优缺点，为后续的定制与优化提供基础。
（2）对HIMS系统中的输入数据、参数设置和计算方法等进行初步调试和优化，以提高模型的模拟和预测能力。
2.第二年
（1）进行参数区域化方法的理论研究和方法探讨，为后续的实践提供指导。
（2）对流域进行划分，确定各个区域的参数空间，为参数区域化模型的构建提供基础。
3.第三年
（1）构建参数区域化模型，实现流域内各个区域的参数估计，以提高模型的精度和准确性。
（2）采用交叉验证和误差分析等方法对参数区域化模型进行评价，确定其可靠性和准确性。
五、研究成果
1.发表学术论文3篇以上，其中SCI论文1篇以上。
2.建立HIMS系统水文模型的定制化和参数区域化方法，提高其模拟和预测能力，为水文循环模拟和水资源管理提供科学依据。
3.为当前水文模型参数估计方法提供新的思路和方法，具有一定的理论和实践价值。