[发明专利]一种能够提升水文模型模拟准确性的高山流域水文计算单元划分方法

说明书

本发明公开了一种能够提升水文模型模拟准确性的高山流域水文计算单元划分方法,首先将水文流域划分为几个子流域并基于数据集将流域划分为多个流域水文计算单元，并通过植被变化获得多期流域水文计算单元数据，然后对对流域水文计算单元的子流域和多期水文计算单元数据“相交”处理，并将处理结果作为基本计算单位；最后通过模型验证操作确认和优化划分方法。本发明以分布式水文模型为工具，考虑到不同时期的山地植被带对水循环过程的影响，对模型进行了有针对性的改进，优化了青藏高原的垂直循环过程模拟,为分布式水文模型的研究和实用提供了新的技术思路和应用方向。

技术领域

本发明涉及水文地理技术领域，尤其是一种通过计算模型优化提升水文模型模拟准确性的方法。

背景技术

随着气候变化的影响，全球水循环的时空分布也发生了变化。平均海拔超过4,000m的青藏高原是气候变化的敏感地区。冰川，积雪，湖泊，多年冻土和特殊地形分布广泛，这使得对青藏高原的研究变得困难。因此，目前广泛使用分布式水文模型来研究水循环演化特征，它可以显示流域的水循环要素。然而，传统的分布式水文模型很难满足青藏高原的复杂水循环过程。如何有效地识别典型数据缺乏地区的气候变化对水循环的影响是水文模型的一个方向。

水文模型计算的基本计算单元由网格或其他计算单元组成。网格计算适用于中小型流域，而计算单元(如水文响应单元)则适用于较大的流域，它显示了水循环过程水平方向的空间异质性。以SWAT模型为例，水文响应单元根据坡度、土壤和植被进行划分。但是，这种划分单元的方法没有考虑气候变化对其的影响。在气候变化的背景下，青藏高原处于逐渐暖湿化的状态，高原植被也因此在不断变化中。因此，应在水文模型的计算中考虑气候变化对高原植被的影响。

青藏高原作为一个独特的地理单元，依靠当地的水、温度、阳光和土壤养分等决定了青藏高原中植被的分布情况。由于青藏高原地形复杂，区域植被具有空间分异和垂直地带性等特征。有学者指出，山区气候的垂直变化速度比平原地区高1000倍。因此，在模型中改进中需考虑山地植被带与气候变化之间的关系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提升水文模型模拟准确性的高山流域水文计算单元划分方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种能够提升水文模型模拟准确性的高山流域水文计算单元划分方法，该方法首先将水文流域划分为若干子流域，并通过植被变化获得多期流域植被变化数据，然后对流域的子流域和多期植被变化数据分别进行“相交”处理，并将处理结果作为基本计算单单元，该单元通过重新编码完成参数传递，所述编码取决于单元的平均海拔高度；在子流域内，参数从海拔较高处向海拔较低处进行传递，并进一步传递到子流域出口；最后通过模型验证和率定过程确认化上述划分方法。

作为本发明的一种优选技术方案，将水文流域划分为几个子流域时以研究目的为首要划分依据。

作为本发明的一种优选技术方案，将水文流域划分为几个子流域的划分方法包括Horton，Strahler，Shreve和Pfafstetter方法，或基于DEM的子流域划分方法。

作为本发明的一种优选技术方案，所述数据集的获取方法为：直接采用现有数据集、通过遥感技术获得数据集、通过野外调查获得数据集。

作为本发明的一种优选技术方案，对流域的子流域和多期植被变化数据分别进行“相交”处理时，基于气候变化因素的影响和流域水文计算单元不同时期的差异，得到不同的计算单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述模型验证操作包括模型选择、植被垂直带获取、模型评价和验证操作。