[发明专利]一种动态计算降雨入渗量及地下水出流量的方法

说明书

本发明提供一种动态计算降雨入渗量及地下水出流量的方法包括如下方法步骤：a)构建分布式降雨径流模型，在所述分布式降雨径流模型中引入地下水储蓄量参数；b)读取降雨时间序列表和线性水库系数；c)计算降雨入渗量和地下水储蓄量，通过水文平衡方程差分处理后，更新降雨入渗量和地下径流量，d)判断所有集水区的降雨入渗量和地下径流量是否更新完成，若是，则将更新后的地下水径流量作为地下水出流量，若否，则返回重复步骤c)。本发明引入地下水储蓄量参数，考虑降雨入渗量随降雨的持续和地下水储蓄量的变化，动态计算地下水出流量，使降雨入渗和地下水径流的估算更加精确。

技术领域

本发明涉及防洪降雨预测技术领域，特别涉及一种动态计算降雨入渗量及地下水出流量的方法。

背景技术

在水文学的降雨径流(rainfall runoff)模型的计算方法中，以单位历线、线性水库、运动波等方法较为常用，这些方法是将有效降雨(effective rainfall)经过降雨径流模型计算后，得到地表径流量(direct runoff)，因此，在计算前，应将降雨观测值扣减降雨损失(降雨损失包括入渗、低洼蓄水及蒸发散失等)，而地表径流量还需要再加上地下水径流量(subsurface runoff)，才能获得集水区的整体出流量。

常用的降雨损失估计方法，为降雨损失指数法，也就是将降雨损失视为常数，其数值则是由观测河川流量扣减假设的地表下水径流量(通常为常数)，获得地表径流量，再依照质量守衡原则，以试误法求得降雨损失，使得超渗降雨体积等于地表径流体积。由于在实际应用时，每次洪水事件的超渗降雨指数Φ及地下水径流量都会不同。这种单一降雨径流计算的作法，当洪水预报的场合，在洪水事件开始时，我们并不知道超渗降雨指数Φ及地下水径流的数值将是多少才比较合适，特别对于连续降雨的时候，这种单一的计算方法，得到的降雨出流量精确度较差，难以与实际情况相符。

因此，为了解决上述技术问题，需要考虑降雨入渗量随降雨的持续和地下水储蓄量的变化，动态计算地下水出流量的一种动态计算降雨入渗量及地下水出流量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态计算降雨入渗量及地下水出流量的方法，所述方法包括如下方法步骤：

a)构建分布式降雨径流模型，在所述分布式降雨径流模型中引入地下水储蓄量参数；

b)读取降雨时间序列表和线性水库系数；

c)计算降雨入渗量和地下水储蓄量，通过水文平衡方程差分处理后，更新降雨入渗量和地下水径流量，

d)判断所有集水区的降雨入渗量和地下径流量是否更新完成，若是，则将更新后的地下水径流量作为地下水出流量，若否，则返回步骤c)重复计算降雨入渗量和地下水储蓄量，及更新降雨入渗量和地下径流量。

优选地，计算降雨入渗量包括通过如下方法计算降雨入渗率：

式中，f为降雨入渗率，f₀为初始入渗率，f_c为长期入渗率，K_f为衰减系数，S_b为地下水储蓄量。

优选地，将计算得到的降雨入渗率与集水区降雨量比较后，取较小值乘以集水区面积得到降雨入渗量。

优选地，地下水储蓄量通过如下方法计算：

S_b＝K_gwQ_b，式中，S_b为地下水储蓄量，Q_b为地表下水径流量，K_gw为线性水库系数。

优选地，所述水文平衡方程：

经差分处理后，得到

Q_t＝af_t+bf_t-1+cQ_t-1，