[发明专利]一种大气、陆面与水文三者双向耦合方法

权利要求书

1.一种大气、陆面与水文三者双向耦合方法，包括以下步骤：

步骤1、在流域蓄水容量离散化基础上，对产流计算进行改进；

步骤2、确定耦合尺度，并处理地形资料；

步骤3、确定耦合变量并制定双向反馈机制；

步骤4、汇流计算与洪水预报；

所述步骤1引入地形指数TI＝ln(α/tanβ)进行了改进，将α改为α’，表示小流域单元集水面积，tanβ改为tanβ’，表示小流域单元的平均坡度，改进后的地形指数TI’可以反映流域饱和缺水量、下渗能力的空间分布；所述步骤1引入植被指数NDVI，将地形指数TI’修改为由于该指数不仅包含了地形的信息，还包含了植被覆盖的信息，称为地面指数T；其中，小流域单元由30m分辨率DEM数据提取划分，每个单元的面积约16km²；

所述步骤3中建立了反照率α_反与归一化植被指数NDVI间的关系：α_反＝μ^1-NDVI，μ为短波辐射R_ns与长波辐射R_nl的函数。

2.根据权利要求1所述的一种大气、陆面与水文三者双向耦合方法，其特征在于：所述步骤1建立了以小流域为单元的地面指数T与流域蓄水容量之间的关系：

其中，小流域单元由30m分辨率DEM数据提取划分，每个单元的面积约16km²，W_i为其中某一小流域单元的平均蓄水容量，WMM为整个流域最大点的蓄水容量，T_i为该小流域单元的地面指数，T_min为整个流域值最小的地面指数，S_i为该小流域单元的面积，S为整个流域的面积，a为表征流域形状的整个流域面积-河长曲线经验指数，由下式求得：其中，x为自分水线沿河流至某处的河长，L为自分水线沿河流至流域出口断面的河长，S_x为x处的汇水面积。

3.根据权利要求1所述的一种大气、陆面与水文三者双向耦合方法，其特征在于：所述步骤1建立了以小流域为单元的地面指数T与流域下渗能力之间的关系：

f_i为某一小流域单元的下渗能力，f_m为整个流域最大点的下渗能力，b为整个流域蓄水容量曲线指数，n为整个流域下渗分配曲线指数；T_i为该小流域单元的地面指数，T_min为整个流域值最小的地面指数，S_i为该小流域单元的面积，S为整个流域的面积，a为表征流域形状的整个流域面积-河长曲线经验指数，由下式求得：

其中，x为自分水线沿河流至某处的河长，L为自分水线沿河流至流域出口断面的河长，S_x为x处的汇水面积。

4.根据权利要求1所述一种大气、陆面与水文三者双向耦合方法，其特征在于：所述步骤2中1km和30m分辨率地形资料间改进的地形指数间的关系

TI’₃₀＝p×TI’₁₀₀₀+q

TI’₃₀为30m分辨率下地形指数TI’,即小流域单元生成的地形指数，

TI’₁₀₀₀为1km分辨率下地形指数TI’,拟合得到p、q值，作为1km分辨率地形降尺度到30m分辨率地形的依据，反映了1km分辨率地形与30m分辨率地形间的系统性关系，即对应流域范围内的1km分辨率DEM将通过30m分辨率DEM根据下式修正计算得到修正的30m分辨率DEM：

H_30修正＝q×(H₃₀)^p

其中p是地形回归系数，q地形转化系数，H₃₀为30m分辨率地形单元的高程值，H_30修正由1km分辨率地形单元的高程值经30m分辨率地形单元高程值修正降尺度而得到的修正后的30m分辨率地形单元高程值。