[发明专利]一种基于不规则地块单元的分布式流域水文模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于不规则地块单元的分布式流域水文模拟方法，包括采用不规则单元对流域进行分区离散化；设计支持不规则地块单元的数据结构；进行不规则地块单元对应的模型参数提取；设计分布式流域模拟框架；改进坡面汇流模块，使其能够考虑水田的灌溉排水活动和水塘对汇流过程的影响；进行参数优化；根据得到的参数范围，得到优化的参数组合和模拟结果。本发明支持基于不规则地块单元进行分布式流域水文模拟，并显式模拟各单元之间的汇流关系，比基于栅格/水文响应单元等空间离散单元的传统分布式水文模拟更符合实际情况，在农业活动影响剧烈区域的流域科学管理和水污染治理等领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于不规则地块单元的分布式流域水文模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用不规则单元对流域进行分区离散化，其中对水田、水塘和道路以不规则多边形方式进行空间离散化，对林地、草地、河滩和建筑用地采用规则栅格单元方式进行空间离散化；(2)设计支持不规则地块单元的数据结构；(3)进行不规则地块单元对应的模型参数提取；(4)设计分布式流域模拟框架，包括控制模块、潜在蒸散发模块、截留模块、入渗模块、填洼模块、坡面汇流模块、渗漏模块、壤中流模块、地下水模块和河道汇流模块，每个模块作为一个动态链接库，控制模块负责根据需要进行组合调用；(5)改进坡面汇流模块，使其能够考虑水田的灌溉排水活动和水塘对汇流过程的影响；(6)进行参数优化：首先采用手动调参方式得到较优的初始参数组合，然后进行参数敏感性分析，确定敏感参数及其取值范围；(7)以步骤(6)中得到的参数范围为输入，对模型进行自动率定；依次对参数在对应的范围内进行取值，得到不同的参数组合，以这些参数组合分别输入控制模块得到流域出口处的径流量和泥沙的模拟结果，取径流量和泥沙的模拟结果的纳什系数最高的结果和参数组合为所提方法的最终结果。