根据受下游水位影响的水位测量数据估算流量：双曲线流量曲线

《International Journal of River Basin Management》：Estimating streamflow from stage measurements affected by downstream water levels: the hyperbolic discharge rating curve

针对莫桑比克Zumbo水文站受宽泛不稳定河道及下游卡霍拉巴沙水库影响的流量估算难题，本研究提出流量水位关系曲线（DRCs）扩展模型，通过引入变回水效应和双曲过渡段优化算法，在数值模拟中实现MAE 140.29 m3/s、RMSE 174.57 m3/s的最优精度，并经实际数据验证可靠。

　　

摘要

几十年来，流量等级曲线（Discharge Rating Curves，DRCs）一直被用于根据水位测量数据估算河流流量。选择合适的流量测量位置至关重要，因为必须确保水位与流量之间存在稳定的关系。然而，在某些情况下，无法找到理想的位置，此时流量估算就需要考虑复杂的回水效应和动态水深变化。莫桑比克Zumbo的水文站就属于这种情况：该地区河流地形不稳定，且下游有Cahora Bassa水库，这给可靠的流量估算带来了困难。为了解决这一问题，研究人员对标准的DRC公式进行了扩展，以纳入可变的回水效应。通过在数对数空间中对DRCs的渐近行为进行建模，并引入双曲线过渡函数，新方法在回水影响下显著提高了流量预测的准确性。通过数值案例研究与其他方法的比较发现，该方法在强回水效应条件下能够实现最低的平均绝对误差（MAE）140.29立方米/秒和均方根误差（RMSE）174.57立方米/秒，同时在无回水影响的情况下仍能保持较高的精度。实际应用进一步验证了其可靠性。这种改进的方法显著提升了传统DRCs难以有效工作的水文站的流量估算能力，为复杂河流环境提供了实用的解决方案。