[发明专利]一种超渗-蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统

说明书

本发明公开了一种超渗‑蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统，属于水文学中的水文预报领域，方法包括：根据对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料，计算流域面雨量以及洪水过程发生初始阶段的土壤含水量；基于流域最大下渗能力、流域稳定下渗能力、流域最大蓄水量、洪水起涨时刻以及所述初始阶段的土壤含水量，确定洪水过程发生后各时刻流域下渗能力；所述洪水起涨时刻由实测水位‑流量关系曲线确定；基于所述各时刻流域下渗能力以及所述流域面雨量，计算流域净雨过程；将所述净雨过程代入汇流单位线，得到洪水过程。如此，本发明优化了现有混合产流模型复杂、计算量大的问题，提高了洪水的预报精度，具有适用范围广、拟合精度高的优点。

技术领域

本发明属于水文学中的水文预报领域，更具体地，涉及一种超渗-蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统。

背景技术

水文预报就是据已知的信息对未来一定时期内的水文状态作出定性或定量的预测，其中，产流模式的研究是水文预报的核心方向。目前多数水文模型采用单一的蓄满产流模式或超渗产流模式的产流结构，精度有限且具有较大的不确定性。混合产流作为新兴的产流模式有望解决产流结构单一的问题。

当前，常见的混合产流模式共有三种，分别为：垂向混合产流模式、兼容产流模式和VIC-3L混合产流模式。相比于单一产流模式，现有的混合产流预报精度虽有所提高，但是模型复杂、计算量大、不确定性强的缺陷仍然没有得到解决。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种超渗-蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统，起目的在于解决现有的混合产流预报模型复杂、计算量大、不确定性强的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种超渗-蓄满混合产流模式的水文预报方法，包括如下步骤：

(1)根据对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料，计算流域面雨量以及洪水过程发生初始阶段的土壤含水量；

(2)基于流域最大下渗能力、流域稳定下渗能力、流域最大蓄水量、洪水起涨时刻以及所述初始阶段的土壤含水量，确定洪水过程发生后各时刻流域下渗能力；所述洪水起涨时刻由实测水位-流量关系曲线确定；

(3)基于所述各时刻流域下渗能力以及所述流域面雨量，计算流域净雨过程；

(4)将所述净雨过程代入汇流单位线，得到洪水过程。

进一步地，所述步骤(1)中对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料包括：雨量站逐小时降雨数据、蒸发数据、各站点经纬度数据和前期M天日降雨量数据；

所述计算流域面雨量包括：根据泰森多边形法划分站点权重比，将各站点相应雨量数据进行权重相加，得到流域面雨量。

进一步地，所述步骤(1)中洪水过程发生初始阶段的土壤含水量计算公式如下：

式中，W_{j_0}为j日洪水过程发生初始阶段的土壤含水量；P_j为j日的日降雨量；P_a,j-1为j-1日前期影响雨量；n为影响本次径流的前期降雨天数；k为土壤消退系数；当P_a,j＞W_m时，P_a,j＝W_m，其中，W_m为流域最大蓄水量。

进一步地，所述步骤(2)中，洪水过程发生后各时刻流域下渗能力计算公式如下：