小波变换框架评估水文路由：高峰时间与模型对比

本研究论文深入探讨了一种基于时间的框架，旨在通过小波变换来评估水文路由方法的有效性，特别是在洪水高峰时间和形态模拟方面的性能。论文发表在《水资源保护》杂志(2017年，第9卷，第723-744页)，并在在线ISSN 1945-3108和印刷版ISSN 1945-3094上都有刊载，DOI为10.4236/jwarp.2017.97048。 研究者Mohamed El Saadani和Witold F. Krajewski来自美国爱荷华大学IIHR—Hydroscience & Engineering，他们选择了两个关键的路由组件进行评估：一是基于简化Muskingum方法的并行计算流量应用（Routing Application for Parallel Computation of Discharge，简称RAPID），另一个是美国爱荷华洪水中心（IFC）开发的非线性Hillslope-Link水文学模型的路由模块。这两个组件均基于相同的径流源和通道网络，这样可以确保模拟流排放的差异主要源于路由算法的不同。 小波变换被应用于这一研究中，特别是交叉小波变换，它用来估计观测到的实际放电和模型预测放电时间序列之间的相位差。这种方法提供了比传统统计评估指标（如均方根误差、相关系数和Nash-Sutcliff效率指数）更为细致的时间域信息，特别是关于高峰位置的精确度。研究在爱荷华州东部多个不同面积（从700到16,862平方公里）的流量监测站进行，目的是考察这种方法在处理空间尺度变化时的能力。 研究结果显示，基于小波变换的方法能够有效地评估路由组件在模拟洪水高峰时间方面的表现，这对于理解和改进水文学模型的路由策略具有重要的实际意义。同时，论文还探讨了不同小波形状对评估结果的影响，暗示着选择适当的波形对提高模型评估精度至关重要。 这篇论文不仅介绍了小波变换在水文路由评估中的新应用，而且还提供了实证数据来支持其在空间尺度洪水模拟中的潜在价值，对于水文学领域理解模型性能及其优化具有显著贡献。