【技术实现步骤摘要】
一种面向多水塘蓄满溢流的流域水文模拟方法
[0001]本专利技术属于地球物理学流域水文模型模拟
，具体涉及一种面向多水 塘蓄满溢流的流域水文模拟方法。
技术介绍
[0002]流域水文模型以DEM、土壤、土地利用、水文气象资料等为输入，以校准、 模拟流域出口断面的流量为目标，是研究流域产汇流过程的有效工具。在流域范 围内，通常存在多个小而分散的水塘。这些水塘由沟渠连接形成湿地系统，通过 流域内自上而下、串并联混合的水系空间结构，提供着水源涵养、径流调节、水 质净化等生态系统服务功能。其中，水塘之间通过沟渠连接形成的蓄满溢流动态 过程，是多水塘区别于单水塘的核心特征。现有流域水文模型通常采用“概化归 并”的集总式思想，汇总子流域，或者水文响应单元(HRU)中所有水塘，并 通过水量平衡计算其总进出水量。无法体现各个水塘具体的水文特征以及彼此之 间的差异。部分模型将水塘看作河道，以“固化连通”的方式，将其嵌入子流域 产汇流体系。由于DEM与汇流算法的误差，该方法难以完整覆盖水塘之间、水 塘至河道亚米级的沟渠连通路径，更无法反映...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向多水塘蓄满溢流的流域水文模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取流域内的基础数据和水文气象数据，对原始HSPF模型的参数进行初步率定；S2、构建水塘水量平衡方程，如下：其中ΔH
pond
为水塘蓄水量变化值，P为塘面接收降雨量，E为水面蒸发速率，H
pump
为抽水用水消耗量；H
catch
为水塘自身汇水区的入流流量；H
l,in_cover
为水塘通过第l个入流暗管增加汇水面积而获得的入流流量，l＝1,2,
…
,L，L为水塘入流暗管的总数量；H
m,out_cover
为水塘通过第m个出流暗管出流的流量，m＝1,2,
…
,M，M为水塘出流暗管的总数量；H
n,in_open
为水塘通过第n个沟渠而获得的入流流量，n＝1,2,
…
,N，N为水塘入流沟渠的总数量；H
ground
为浅层地下水渗透补给量；H
out_open
为水塘通过沟渠实现的出流总流量；R为流入河道的水量比例，r
k
为通过沟渠流入下游第k个水塘的水量比例，k＝1,2,
…
,K，K为由沟渠连通的下游水塘数量；e为是蒸发、侧渗损失量；S3、以完成初步率定的原始HSPF模型为基础，将HSPF中水塘水量平衡方程表征的水体模拟模块RCHRES与陆面水量平衡模块PWATER集成，形成初始流域水文模型，具体步骤为：S31、将子流域、土地利用、土壤类型数据、水塘和所述水塘汇水区范围，作为HSPF默认陆面单元划分的输入条件，对流域进行空间离散化；S32、对流域内每个水塘建立入流暗管、出流暗管、沟渠的连接关系；S33、对各个子流域内水塘汇水区以外的范围，和整个流域的水文过程采用默认的HSPF
‑
PWATER模拟；对子流域内部的水塘采用水塘水量平衡方程表征的水体模拟模块RCHRES模拟；S4、对初始流域水文模型中的参数R和r
k
进行率定，得到最终流域水文模型，进行面向多水塘蓄满溢流的流域水文模拟。2.根据权利要求1所述的流域水文模拟方法，其特征在于，所述步骤S4采用非支配排序遗传算法，从源头子流域开始，依次求解流域范围内上游至下游各水塘流入河道的水量比例R和通过沟渠流入下游第k个水塘的水量比例r
k
；所述非支配排序遗传算法中种群规模为Sum；通过野外调查估计R的最大值R
max
和最小值R
min
，估计r
k
的最大值r
kmax
和最小值r
kmin
；根据如下条件确定个体初始值分布范围：R
min
≤R≤R
max
,r
kmin
≤r
k
≤r
kmax
且在个体初始值分布范围内以均匀分布选取Sum个点，以第s个点的坐标作为种群中第s个个体的初始取值，s＝0,1,
…
,Sum
‑
1；所述非支配排序遗传算法中个体适应度F为：
其中f
watershed
为流域出口流量的均方根误差，f
pond
为水塘水位的均方根误差，f
stream
为常年输水沟渠流量的均方根误差；和分别为第q次实测与模拟的流域出口流量，Q为流域流量的总观测与模拟次数；和分别为流域内第a个水塘第b次实测与模拟水位，A为流域内的水塘总数，B为水位的总观测与模拟次数；和分别为流域内第c条沟渠第d次实测与模拟流量，C为流域内沟渠总条数，D为沟渠流量的总观测与模拟次数；种群个体间支配与非支配排序按照从源头至下游的原则排序，每次迭代在种群个体初始值的基础上，以百分比ε0为幅度调整个体取值。3.根据权利要求2所述的流域水文模拟方法，其特征在于，在对初始流域水文模型中的参...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文君，贺斌，苏慧，曾岳，马乐军，徐尚瑜，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。