徑流量模擬預測方法

2023-10-19 15:16:32

專利名稱：徑流量模擬預測方法
技術領域：
本發明涉及一種水文預測技術，特別涉及一種徑流量模擬預測方法。
背景技術：
流域產流計算是研究許多水文水資源問題的重要依據，也是農業非點源汙染研究中的基礎內容，定量估算不同土地利用條件下的降雨-徑流量，對研究土壤侵蝕發生規律、 非點源汙染物運移規律、水土資源合理利用評價都有重要意義和實用價值。目前，較為成熟的農田和小流域尺度降雨徑流模型均應用美國水土保持局提出的 SCS模型計算降雨產生的地表徑流量，已在北美和其他一些國家得到有效驗證和廣泛應用。 國內也引進了 SCS產流模型，通過修正初損值等，利用該模型模擬徑流過程，在一些地區得到初步應用。但資料數據尚不夠豐富與多樣化，由於我國的自然氣候條件與歐洲北美等國有較大差異，降雨具有很強的季節特徵，特別是我國大部分北方地區，汛期降雨量佔到全年降雨總量的70%左右，而且多以集中形式的暴雨出現，與歐洲北美等其他一些國家降雨量年內分布較為均勻的情況不同，直接移用SCS模型進行計算將產生較大的系統誤差。因此有必要對其加以修正，以適合我國自然地理狀況和水文氣象條件。

發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種徑流量模擬預測方法，具有徑流模擬效果好的特點。為了解決上述存在的技術問題，本發明採用的技術方案如下一種徑流量模擬預測方法，包括選取裸地和至少一個實驗區，測量不同時間段裸地和實驗區的徑流量；採用產流模型進行次徑流量的模擬計算，以實測得到的次徑流與模擬計算得到的次徑流量擬合誤差最小為目標，得到對應不同土地利用類型的徑流曲線數值CN的變化，所述產流模型和所述徑流曲線數值CN相關聯；根據徑流曲線數值CN的變化，以實測總徑流與模擬計算總徑流擬合誤差最小為目標，得到對應不同土地利用類型的CN平均值；根據所述CN平均值所帶來的次徑流量模擬計算誤差得到修正係數k，根據所述修正係數k對所述次徑流量的模擬計算值進行修正。進一步所述徑流量g =、P: m) S= OM00/CN)-254，其中，P為降雨量，Q為
P + 0.SS ,
降雨形成的徑流量，S為降雨發生前潛在的入滲量。進一步先確定對應不同土地利用類型的CN值，接下來建立所述徑流修正係數k， 根據所述徑流修正係數k對次徑流量的模擬計算值進行修正。進一步以同一土地利用條件下，徑流模擬與實測比值的平均值除以各次徑流的模擬與實測比值作為修正係數。
進一步所述修正係數k = 0. 000564P2-0. 1078P+5. 598、k = 0. 000624P2-0. 1256P + 6. 750, k = 0. 001057P2-0. 2073P + 10. 2 或者 k = 0. 000879P2-0. 1733P+8. 632。進一步所述實驗區選用玉米、棉花或者黃豆地塊。與現有技術相比較，本發明的有益效果是1、本發明採用降雨量對實測徑流進行修正，易於實現，徑流模擬效果好。2、本發明提高了 SCS模型計算的徑流量精度，減小了與實測值之間的誤差。


圖1是本發明各次徑流的徑流曲線數CN的變化圖；圖2是本發明8月四日作物葉面積指數圖；圖3是本發明同一土地利用徑流曲線數CN相同條件下次徑流模擬值與實測值比值的變化曲線圖；圖4是本發明徑流修正係數與降雨量關係圖。
具體實施例方式SCS產流模型是美國農業部土壤保持局(Soil Conservations Service，簡稱SCS) 提出的小流域水文預報模型，其反映出不同土壤類型、不同土地利用方式及前期土壤含水量對降雨徑流的影響，參數率定比較容易，結構簡單，使用較為方便，其基本產流方程，
權利要求
1.一種徑流量模擬預測方法，包括選取裸地和至少一個實驗區，測量不同時間段裸地和實驗區的徑流量； 採用產流模型進行次徑流量的模擬計算，以實測得到的次徑流與模擬計算得到的次徑流量擬合誤差最小為目標，得到對應不同土地利用類型的徑流曲線數值CN的變化，所述產流模型和所述徑流曲線數值CN相關聯；根據徑流曲線數值CN的變化，以實測總徑流與模擬計算總徑流擬合誤差最小為目標， 得到對應不同土地利用類型的CN平均值；根據所述CN平均值所帶來的次徑流量模擬計算誤差得到修正係數k，根據所述修正係數k對所述次徑流量的模擬計算值進行修正。
2.如權利要求1所述的徑流量模擬預測方法，其特徵在於所述徑流量S= (%400/CN)-%4，其中，P為降雨量，Q為降雨形成的徑流量，S為降雨P+ 0.8^ ,發生前潛在的入滲量。
3.如權利要求1所述的徑流量模擬預測方法，其特徵在於先確定對應不同土地利用類型的CN值，接下來建立所述徑流修正係數k，根據所述徑流修正係數k對次徑流量的模擬計算值進行修正。
4.如權利要求1所述的徑流量模擬測量方法，其特徵在於以同一土地利用條件下，徑流模擬與實測比值的平均值除以各次徑流的模擬與實測比值作為修正係數。
5.如權利要求1至4任一項所述的徑流量模擬預測方法，其特徵在於所述修正係數 k = 0. 000564P2-0. 1078P+5. 598、k = 0. 000624P2-0. 1256P+6. 750、k = 0. 001057Ρ2-0· 2073Ρ+10. 2 或者 k = 0. 000879Ρ2_0· 1733Ρ+8. 632。
6.如權利要求1所述的徑流量模擬預測方法，其特徵在於所述實驗區選用玉米、棉花或者黃豆地塊。
全文摘要
本發明公開了一種徑流量模擬預測方法，包括選取裸地和至少一個實驗區，測量不同時間段裸地和實驗區的徑流量；採用產流模型進行次徑流量的模擬計算，以實測得到的次徑流與模擬計算得到的次徑流量擬合誤差最小為目標，得到對應不同土地利用類型的徑流曲線數值CN的變化，所述產流模型和所述徑流曲線數值CN相關聯；根據徑流曲線數值CN的變化，以實測總徑流與模擬計算總徑流擬合誤差最小為目標，得到對應不同土地利用類型的CN平均值；根據所述CN平均值所帶來的次徑流量模擬計算誤差，得到修正係數k，根據所述修正係數k對所述次徑流量的模擬計算值進行修正。本發明具有徑流模擬效果好的特點。
文檔編號G01F1/00GK102288229SQ201110121850
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者焦平金, 王少麗, 許迪, 陳皓銳, 韓松俊 申請人:中國水利水電科學研究院