[发明专利]一种基于多点并行校正的分布式水文模型参数率定方法

说明书

本发明公开了一种基于多点并行校正的分布式水文模型参数率定方法，根据目标研究流域内干流和大支流上的水文站点位置，将目标研究流域划分为若干个子流域；在进行模型参数的时候，根据子流域的位置关系以及水文站点的数据情况，将目标研究流域划分为几个参数率定单元，通过多台电脑分别对不同的参数率定单元通过参数率定单元流域出口断面的水文站点的观测流量过程进行并行参数校正；将各参数率定单元的水文模型参数进行整合，得到整个流域的水文模型参数。优点是：将目标研究流域根据有实测资料的水文站点的分布情况划分为多个参数率定单元，并在多台计算机上对不同的参数率定单元根据其出口断面的水文站的实测流量过程进行校正率定，提高率定效率。

技术领域

本发明涉及水文预报领域，尤其涉及一种基于多点并行校正的分布式水文模型参数率定方法。

背景技术

当前为研究水库调度、水资源管理等问题，流域水文模型的构建以及水文模型参数率定是必不可少的步骤之一。

现在广泛使用的水文模型参数率定的方法，是以流域出口断面流量过程为变量建立参数率定的目标函数，采用各种优化算法或者并行算法来对水文模型的参数进行率定。直接采用优化算法进行以流域出口断面流量过程为变量建立目标函数的方法，对计算机内存的需求较高，且计算优化的时间较长，如果流域面积很大的话，一般的计算机通常会由于内存不足，导致优化程序中断，不能得到流域的最优参数，且得到的模型参数仅仅是按照整个流域出口断面单点的实测流量过程进行校正，所以得到的参数可能不能够反映流域中各个子流域的真实产汇流特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多点并行校正的分布式水文模型参数率定方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于多点并行校正的分布式水文模型参数率定方法，包括如下步骤，

S1、收集目标研究流域内的雨量站和水文站的位置及其对应的观测数据，获取目标研究流域的DEM图和土地利用图；对目标流域的DEM图进行分析，获取目标研究流域的流域面文件；将目标研究流域划分为多个子流域，并分别获取各个子流域内雨量站及各个雨量站的权重；对目标研究流域的土地利用图进行分析，获取目标研究流域内的各个子流域的不透水率；

S2、在所述流域面文件中添加水文单元以生成流域模型，并为各个水文单元选择相应的计算方法；

S3、确定洪水降雨径流过程中各子流域的降雨过程以及各子流域内各水文站断面的流量过程；

S4、将目标研究流域划分为多个参数率定单元，并为参数率定单元制定计算规则；

S5、为每个参数率定单元选择相应的目标函数，并利用优化算法并行求取各个参数率定单元的目标函数的最小值，将各个参数率定单元获取的目标函数最小值汇总整合，即可获取目标流域的水文模型的最优参数。

优选的，步骤S1具体包括如下内容，

S11、收集目标研究流域内有观测资料的雨量站和水文站的位置信息以及雨量站和水文站对应的观测数据，将不等时间间隔的观测数据，通过插值的方法转化为逐小时的观测数据；并获取目标研究流域的DEM图和土地利用图；

S12、通过GIS软件对目标研究流域的DEM图进行水文分析，获取目标研究流域内的流域面文件；

S13、通过流域分割的方法将目标研究流域划分为若干个子流域；所述流域分割的方法保证目标研究流域的干流和大支流中有实测数据的水文站以及水库，都分布在各个子流域的出口位置；

S14、根据目标研究流域内的雨量站绘制泰森多边形，以获取目标研究流域内的各个子流域的雨量站及其各个雨量站的权重；

S15、通过GIS软件对目标研究流域的土地利用图进行分析，以获取目标研究流域内的各个子流域的不透水率。