[发明专利]中小流域洪水特征对变化环境的响应模型构建方法

摘要

本发明公开了中小流域洪水特征对变化环境的响应模型构建方法，以华南台风暴雨多发地区袂花江上游流域为研究区，分析气候变化和土地利用覆被变化条件下的流域洪水特征及其对变化环境的响应；首先建立研究区自然地理数据集，其次结合历史场次洪水资料，然后开展野外观测试验，结合历史观测数据，确定关键产汇流参数与环境因素的关系，探讨其在变化环境下的暴雨洪水产流机理；分析气候变化和土地利用覆被变化对台风暴雨地区洪水特征的影响；以期为华南台风暴雨地区中小流域洪水灾害预防和治理、未来时期的土地利用优化方案提供科学依据和基础支持。

主权项

中小流域洪水特征对变化环境的响应模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：一、时间序列分析：建立袂花江上游水文气象数据集；采用时间序列分析方法分析研究区降水、径流水文气象要素的时空格局变化特征，判断降水、径流变化突变点及趋势；包括：1)突变分析：采用Mann‑Kendall法检验研究区实测流量的变化趋势；2)年际变化趋势：采用Kendall秩次相关法对研究区的降水和径流变化趋势进行分析；Kendall法中的统计量τ、方差σ_τ²和标准化变量M的计算式分别为：$\mathrm{\τ}=\frac{4p}{N(N-1)}-1,{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\τ}}}^2=\frac{2(2N+9)}{9N(N-1)},M=\frac{\mathrm{\τ}}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\τ}}}$式中：p为研究序列所有的观测值(x_i，x_j，i＜j)中x_i＜x_j出现的次数；N为研究系列的长度；在Kendall秩次相关分析中，取显著水平α＝0.05，则Kendall标准化变量M相应的检验临界值Mα＝1.96；如果M＞Mα，且M＞0，则表示研究序列有明显的增加趋势；相反0若M＜0，则序列有明显的减小趋势；二、土地利用变化模型：应用GIS技术，采用研究区三期土地利用数据，分析LUCC的时空格局特征；三、降水控制条件下降水，进行入渗野外试验；根据研究的需求，在袂花江流域野外实地调研的基础上，选定袂花江流域上游新河站附近为试验场地，进行人工降雨入渗产流试验；试验内容：产流期内的土壤入渗强度，一般随着流域下垫面条件(土壤、土质、植被覆盖)，土壤前期含水量，产流历时，降雨强度，地形坡度而变化，需要研究各影响因子对于入渗产流的影响，分析降雨入渗产流机理。