[发明专利]一种基于水文模型获取河段区间入流的方法

权利要求书

1.一种基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在GIS图层中，将河段上下断面所在的区间划分为一个单独的子流域；

获取河段下断面下游水文站以上流域各雨量站场次洪水的降水过程，以及该水文站所在断面相应场次洪水的流量过程，并把降水过程和流量过程由不等间隔时间序列转化为等间隔时间序列；

S2，在河段下断面下游水文站以上流域面文件中添加各水文单元，并生成相应的流域模型，确定对应的计算方法；

S3，根据S1中得到的各雨量站的等间隔的降水数据，采用空间插值方法确定各子流域的降雨过程，将S1中得到的等间隔的流量过程作为水文站所在断面的场次洪水的流量过程；

S4，根据S3中得到的降雨过程以及场次洪水的流量过程，估算出河段下断面下游水文站以上流域的水文模型参数，并根据该参数得到该流域模型子流域的河段区间的水文模型参数；

S5，根据河段区间的水文模型参数建立河段区间流域的水文模型；

S6，将河段区间流域场次洪水的等间隔降雨量数据以及率定好的河段区间模型最终参数代入到河段区间流域的水文模型中，得到场次洪水的区间入流过程。

2.根据权利要求1所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S1中，所述在GIS图层中，将河段上下断面所在的区间划分为一个单独的子流域，具体为：获取所研究河段下断面下游水文站以上流域的雨量站以及该水文站的经纬度信息，并将这些点通过GIS软件点绘在图层中将其制成面文件；获取河段下断面下游水文站以上流域范围的DEM图，并将该文件类型转化为栅格文件类型，在GIS软件中加载GeoHMS工具条，将该栅格文件通过GeoHMS工具进行水文分析，得到按照自然流域划分的河段下断面下游水文站以上流域图面文件，其中，通过子流域分割和合并的方法将河段上下断面所在的区间作为一个单独的子流域划分出来。

3.根据权利要求2所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S1中，所述水文分析包括：填洼、生成流向、计算累积流、定义河流、河流分段、集水区划分、集水区多边形处理、排水线处理、流域聚合、提取目标流域。

4.根据权利要求1所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S1中，所述等间隔时间序列的时段长度根据降雨径流特性确定，湿润半湿润地区，时段长度为1小时。

5.根据权利要求1所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S2中，所述在河段下断面下游水文站以上流域面文件中添加的各水文单元包括水源、河段、汇流点、水库，对于水源单元确定的计算方法包括产流计算的方法、汇流计算的方法；对于河段单元确定的计算方法为洪水演进的方法；对于水库单元确定的计算方法为水库的蓄泄关系；对于汇流点确定的计算方法为其上下相连接的水文单元。

6.根据权利要求1所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S3中，所述空间插值方法包括泰森多边形法、距离倒数平方法。

7.根据权利要求1所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S4具体为：

S401，根据参数的物理意义及经验确定一个参数的初始值；

S402，确定定量描述模型计算结果与实测流量拟合优度的目标函数；

S403，通过优化方法确定目标函数的最小值，通过优化计算得到单场降雨径流过程的水文模型最优参数，再通过多场降雨径流资料对模型进行率定，得到多组最优的水文模型参数，取每个参数的多组平均值，作为模型的综合最优参数；在构建好的河段下断面下游水文站以上流域的水文模型中找出河段区间子流域的综合最优模型参数。

8.根据权利要求7所述的基于水文模型获取河段区间入流的方法，其特征在于，S402中，所述目标函数选择峰值加权均方根误差函数、残差平方和函数、残差绝对值函数或峰值流量百分比误差函数，S403中，优化方法选择遗传算法或粒子群算法。