[发明专利]变化环境下闸控河流的基流和地表径流的水文过程模拟方法及系统

说明书

本发明公开一种变化环境下闸控河流的基流和地表径流的水文过程模拟方法及系统，方法包括基于SWAT闸控河流水文模型，模拟得到闸控河流的基流数据和地表径流数据；将数字滤波法分割得到的基流数据和地表径流数据与SWAT闸控河流水文模型模拟得到的基流数据和地表径流数据进行对比分析；分别对SWAT闸控河流水文模型模拟得到的基流数据以及地表径流数据与气象数据进行交叉小波变换和/或小波相干变换，得到基流数据以及地表径流数据与气象数据的交叉小波变换和/或小波相干变换结果，以确定基流以及地表径流与气象要素之间在时频域中的相干程度；向SWAT闸控河流水文模型输入闸控河流不同情景的土地利用类型数据，得到土地利用类型要素对基流和地表径流的影响结果。

技术领域

本发明涉及水文模型的设计技术领域，特别涉及一种变化环境下闸控河流的基流和地表径流的水文过程模拟方法及系统。

背景技术

水文模型是对自然界中水文过程的模拟和概化，对于水资源开发利用、区域资源规划、生态环境需水、防洪减灾、水库调度、点源和非点源污染评价以及气候变化和人类活动的对流域生态系统的影响等诸多方面均有重要的支持作用。

气象要素和土地利用类型要素将对闸控河流的基流以及地表径流水文过程产生重要影响，评估其潜在影响可为闸控河流的水资源配置方案提供科学的理论支撑，因此，提供一种能够获得基流以及地表径流水文过程与气象要素、土地利用类型要素之间的响应规律的变化环境下闸控河流的基流和地表径流的水文过程模拟方法及系统是目前亟待解决的一个技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够获得基流以及地表径流水文过程与气象要素、土地利用类型要素之间的响应规律的变化环境下闸控河流的基流和地表径流的水文过程模拟方法及系统。

一种变化环境下闸控河流的基流和地表径流的水文过程模拟方法，包括以下步骤：

获取闸控河流的多种基础数据和实测径流数据，多种所述基础数据包括DEM数据、土壤类型数据、土地利用类型数据和气象数据；

在原始SWAT水文模型的基础上，将非线性水库和闸坝模块同时引入，并根据所述闸控河流的多种基础数据，建立SWAT闸控河流水文模型；

基于所述SWAT闸控河流水文模型，模拟得到所述闸控河流的基流数据和地表径流数据；

基于所述闸控河流的实测径流数据，运用数字滤波法将所述闸控河流的实测径流数据分割为基流和地表径流两部分；

将所述数字滤波法分割得到的基流数据和地表径流数据与所述SWAT闸控河流水文模型模拟得到的基流数据和地表径流数据进行对比，以实现对所述SWAT闸控河流水文模型模拟得到的基流数据和地表径流数据的对比和验证；

分别对所述SWAT闸控河流水文模型模拟得到的基流数据以及地表径流数据与所述气象数据进行交叉小波变换和/或小波相干变换，得到基流数据以及地表径流数据与所述气象数据的交叉小波变换和/或小波相干变换结果；

根据得到的基流数据以及地表径流数据与所述气象数据的交叉小波变换和/或小波相干变换结果，确定基流以及地表径流与气象要素之间在时频域中的相干程度；

向建立的所述SWAT闸控河流水文模型输入所述闸控河流的不同情景的所述土地利用类型数据，得到土地利用类型要素对所述基流和所述地表径流的影响结果。

在其中一个实施例中，所述SWAT闸控河流水文模型的水文循环阶段由下式描述：