專利名稱：徑流量模擬預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水文預(yù)測(cè)技術(shù)，特別涉及一種徑流量模擬預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
流域產(chǎn)流計(jì)算是研究許多水文水資源問題的重要依據(jù)，也是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究中的基礎(chǔ)內(nèi)容，定量估算不同土地利用條件下的降雨-徑流量，對(duì)研究土壤侵蝕發(fā)生規(guī)律、 非點(diǎn)源污染物運(yùn)移規(guī)律、水土資源合理利用評(píng)價(jià)都有重要意義和實(shí)用價(jià)值。目前，較為成熟的農(nóng)田和小流域尺度降雨徑流模型均應(yīng)用美國(guó)水土保持局提出的 SCS模型計(jì)算降雨產(chǎn)生的地表徑流量，已在北美和其他一些國(guó)家得到有效驗(yàn)證和廣泛應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)也引進(jìn)了 SCS產(chǎn)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(qū)得到初步應(yīng)用。但資料數(shù)據(jù)尚不夠豐富與多樣化，由于我國(guó)的自然氣候條件與歐洲北美等國(guó)有較大差異，降雨具有很強(qiáng)的季節(jié)特征，特別是我國(guó)大部分北方地區(qū)，汛期降雨量占到全年降雨總量的70%左右，而且多以集中形式的暴雨出現(xiàn)，與歐洲北美等其他一些國(guó)家降雨量年內(nèi)分布較為均勻的情況不同，直接移用SCS模型進(jìn)行計(jì)算將產(chǎn)生較大的系統(tǒng)誤差。因此有必要對(duì)其加以修正，以適合我國(guó)自然地理狀況和水文氣象條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，具有徑流模擬效果好的特點(diǎn)。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，包括選取裸地和至少一個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)，測(cè)量不同時(shí)間段裸地和實(shí)驗(yàn)區(qū)的徑流量；采用產(chǎn)流模型進(jìn)行次徑流量的模擬計(jì)算，以實(shí)測(cè)得到的次徑流與模擬計(jì)算得到的次徑流量擬合誤差最小為目標(biāo)，得到對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的徑流曲線數(shù)值CN的變化，所述產(chǎn)流模型和所述徑流曲線數(shù)值CN相關(guān)聯(lián)；根據(jù)徑流曲線數(shù)值CN的變化，以實(shí)測(cè)總徑流與模擬計(jì)算總徑流擬合誤差最小為目標(biāo)，得到對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的CN平均值；根據(jù)所述CN平均值所帶來的次徑流量模擬計(jì)算誤差得到修正系數(shù)k，根據(jù)所述修正系數(shù)k對(duì)所述次徑流量的模擬計(jì)算值進(jìn)行修正。進(jìn)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(fā)生前潛在的入滲量。進(jìn)一步先確定對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的CN值，接下來建立所述徑流修正系數(shù)k， 根據(jù)所述徑流修正系數(shù)k對(duì)次徑流量的模擬計(jì)算值進(jìn)行修正。進(jìn)一步以同一土地利用條件下，徑流模擬與實(shí)測(cè)比值的平均值除以各次徑流的模擬與實(shí)測(cè)比值作為修正系數(shù)。
進(jìn)一步所述修正系數(shù)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(jìn)一步所述實(shí)驗(yàn)區(qū)選用玉米、棉花或者黃豆地塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明采用降雨量對(duì)實(shí)測(cè)徑流進(jìn)行修正，易于實(shí)現(xiàn)，徑流模擬效果好。2、本發(fā)明提高了 SCS模型計(jì)算的徑流量精度，減小了與實(shí)測(cè)值之間的誤差。


圖1是本發(fā)明各次徑流的徑流曲線數(shù)CN的變化圖；圖2是本發(fā)明8月四日作物葉面積指數(shù)圖；圖3是本發(fā)明同一土地利用徑流曲線數(shù)CN相同條件下次徑流模擬值與實(shí)測(cè)值比值的變化曲線圖；圖4是本發(fā)明徑流修正系數(shù)與降雨量關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式SCS產(chǎn)流模型是美國(guó)農(nóng)業(yè)部土壤保持局(Soil Conservations Service，簡(jiǎn)稱SCS) 提出的小流域水文預(yù)報(bào)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(duì)降雨徑流的影響，參數(shù)率定比較容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用較為方便，其基本產(chǎn)流方程，
權(quán)利要求
1.一種徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，包括選取裸地和至少一個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)，測(cè)量不同時(shí)間段裸地和實(shí)驗(yàn)區(qū)的徑流量； 采用產(chǎn)流模型進(jìn)行次徑流量的模擬計(jì)算，以實(shí)測(cè)得到的次徑流與模擬計(jì)算得到的次徑流量擬合誤差最小為目標(biāo)，得到對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的徑流曲線數(shù)值CN的變化，所述產(chǎn)流模型和所述徑流曲線數(shù)值CN相關(guān)聯(lián)；根據(jù)徑流曲線數(shù)值CN的變化，以實(shí)測(cè)總徑流與模擬計(jì)算總徑流擬合誤差最小為目標(biāo)， 得到對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的CN平均值；根據(jù)所述CN平均值所帶來的次徑流量模擬計(jì)算誤差得到修正系數(shù)k，根據(jù)所述修正系數(shù)k對(duì)所述次徑流量的模擬計(jì)算值進(jìn)行修正。
2.如權(quán)利要求1所述的徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述徑流量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(guān)+ 0.8^ ,發(fā)生前潛在的入滲量。
3.如權(quán)利要求1所述的徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，其特征在于先確定對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的CN值，接下來建立所述徑流修正系數(shù)k，根據(jù)所述徑流修正系數(shù)k對(duì)次徑流量的模擬計(jì)算值進(jìn)行修正。
4.如權(quán)利要求1所述的徑流量模擬測(cè)量方法，其特征在于以同一土地利用條件下，徑流模擬與實(shí)測(cè)比值的平均值除以各次徑流的模擬與實(shí)測(cè)比值作為修正系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述修正系數(shù) 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(quán)利要求1所述的徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)區(qū)選用玉米、棉花或者黃豆地塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種徑流量模擬預(yù)測(cè)方法，包括選取裸地和至少一個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)，測(cè)量不同時(shí)間段裸地和實(shí)驗(yàn)區(qū)的徑流量；采用產(chǎn)流模型進(jìn)行次徑流量的模擬計(jì)算，以實(shí)測(cè)得到的次徑流與模擬計(jì)算得到的次徑流量擬合誤差最小為目標(biāo)，得到對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的徑流曲線數(shù)值CN的變化，所述產(chǎn)流模型和所述徑流曲線數(shù)值CN相關(guān)聯(lián)；根據(jù)徑流曲線數(shù)值CN的變化，以實(shí)測(cè)總徑流與模擬計(jì)算總徑流擬合誤差最小為目標(biāo)，得到對(duì)應(yīng)不同土地利用類型的CN平均值；根據(jù)所述CN平均值所帶來的次徑流量模擬計(jì)算誤差，得到修正系數(shù)k，根據(jù)所述修正系數(shù)k對(duì)所述次徑流量的模擬計(jì)算值進(jìn)行修正。本發(fā)明具有徑流模擬效果好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F1/00GK102288229SQ201110121850
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者焦平金, 王少麗, 許迪, 陳皓銳, 韓松俊 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院