[发明专利]一种基于暴雨特征的洪水流量预测方法及系统

权利要求书

1.一种基于暴雨特征的洪水流量预测方法，其特征在于：

根据待预报流域的历史逐日的水文气象数据，对日尺度水文模型的参数进行校正，模拟待预报流域的历史逐日土壤湿度模拟序列；

从历史逐日土壤湿度模拟序列中获取待预报流域中历史场次洪水的前期土壤湿度和待预测洪水的前期土壤湿度；

基于历史逐场次洪水对应的降水、流量以及前期土壤湿度数据，对次洪模型进行参数校正，构建待预报流域的次洪模型参数库；

获取待预报流域的预报降雨特征，并计算预报降雨特征与历史洪水对应的暴雨特征之间的相似度，以相似度最高为原则从次洪模型的参数库中筛选预报参数；

基于待预报流域的预报降水特征、前期土壤湿度以及筛选的预报参数来驱动次洪模型，对待预报流域的洪水流量进行预测。

2.根据权利要求1的基于暴雨特征的洪水流量预测方法，其特征在于，对日尺度水文模型的参数进行校正之前还包括：

对待预报流域观测的降水、气象数据进行空间插值处理，获取流域平均的降水和气象变量值；

基于潜在蒸散发方法计算历史逐日的潜在蒸散发，定义日尺度水文模型参数的范围，构建目标函数，通过自动优化方法对日尺度水文模型进行参数校正。

3.根据权利要求1的基于暴雨特征的洪水流量预测方法，其特征在于，次洪模型的模拟时间步长根据待预报流域的最大汇流时间确定，具体计算公式如下：

其中，ΔT表示预设时间步长，A表示最大汇流时间。

4.根据权利要求1的基于暴雨特征的洪水流量预测方法，其特征在于，对日尺度水文模型进行参数校正的目标函数如下：

其中，NSE表示纳西效率系数，表示第i天的实测流量，Q_mⁱ表示第i天的模拟流量，i表示第i天，n表示流量序列的总天数，表示表示实测流量序列的平均值。

5.根据权利要求1的基于暴雨特征的洪水流量预测方法，其特征在于，获取待预报流域的预报降雨特征之前还包括：

对预报降雨特征进行归一化处理，具体计算公式如下：

其中，y′(t)表示归一化后的预报降雨特征，y(t)表示归一化前的降雨量，y_min表示最小降雨量，y_max表示最大降雨量。

6.根据权利要求1的基于暴雨特征的洪水流量预测方法，其特征在于，计算待预报流域的预报降雨特征与历史洪水对应的暴雨特征之间的相似度通过如下公式计算：

其中，d_i,j表示第i个预报降雨特征与第j个历史洪水对应的实际暴雨特征的相似度，P_i表示第i个预报雨总量，P_j表示第j个历史洪水对应的实际暴雨特征，I_i表示第i个预报雨的最大强度，I_j表示第j个历史洪水对应的最大暴雨强度。

7.一种基于暴雨特征的洪水流量预测系统，其特征在于：

日尺度水文模型校正模块：根据待预报流域的历史逐日的水文气象数据，对日尺度水文模型的参数进行校正，模拟待预报流域的历史逐日土壤湿度序列；

湿度预测模块：从历史逐日土壤湿度模拟序列中获取待预报流域中历史场次洪水的前期土壤湿度和待预测洪水的前期土壤湿度；

次洪模型校正模块：基于历史逐场次洪水对应的降水、流量以及前期土壤湿度数据，对次洪模型进行参数校正，构建待预报流域的次洪模型的参数库；

相似度模块：用于获取待预报流域的预报降雨特征，并计算预报降雨特征与历史洪水对应的暴雨特征之间的相似度，以相似度最高为原则从次洪模型的参数库中筛选预报参数；

预测模块：基于待预报流域的预报降水特征、前期土壤湿度以及筛选的预报参数来驱动次洪模型，对待预报流域的洪水流量进行预测。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行程序时实现如权利要求1至6任一项的基于暴雨特征的洪水流量预测方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项的基于暴雨特征的洪水流量预测方法的步骤。