一种中小河流洪水预报方法技术

本发明专利技术公开了一种中小河流洪水预报方法，收集目标流域的实际总雨量，采用适当的方法获取对应的径流系数，确定目标流域的实际总净雨及实际总扣损；设定初损，并获取目标流域的下渗曲线，计算动态扣损＝初损+实际下渗；不断调整初损，直到所述实际总扣损和动态扣损的误差绝对值达到最小，得到实际初损和实际后损；计算流域净雨过程；将流域净雨过程结合地表单位线后通过卷积得到地表径流过程；利用线性水库方法得到地下径流过程；根据地表径流过程及地下径流过程预报目标流域的洪水结果。所述中小河流洪水预报方法降低了误差和偏差，提高了洪水预报的准确度。水预报的准确度。水预报的准确度。

A flood forecasting method for medium and small rivers

【技术实现步骤摘要】
一种中小河流洪水预报方法


[0001]本专利技术涉及山洪灾害预报
，特别是一种中小河流洪水预报方法。

技术介绍

[0002]单位线法是设计洪水的重要方法，具有概念明晰、简便实用、可调性好和适用性强的优点，也可以用于中小河流洪水预报计算。但是该方法在设计洪水的雨型及扣损采用简化处理，并未解决好预报计算中需要动态考虑实时下垫面条件造成的雨量扣损在每场洪水中各异的情况，现有的初损和固定下渗的误差很大，难以满足中小河流洪水预警预报精度要求。其原因在于将较为复杂的降雨径流的非线性关系简化处理成了线性关系，难以反映真实产流扣损规律，特别是在北江中上游的一般雨型条件下，可能造成的误差更大。
[0003]另一方面，设计洪水单位线采用综合单位线，一般需要预先提取流域面积、河长和主河道坡降等参数，按照计算流程计算出该流域的洪水单位线，其特点是物理意义明晰和适应性好，但是也存在汇流时间固化以及调整峰型困难的缺陷。在具体的中小河流预报实践中发现，在微地貌、水利工程影响或者在较大洪水中，实际的洪水峰型与理论单位线成果在不少流域存在一定或较大的偏差。

技术实现思路

[0004]针对上述缺陷，本专利技术的一个目的在于提出一种中小河流洪水预报方法，降低了误差和偏差，提高了洪水预报的准确度。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种中小河流洪水预报方法，包括：
[0006]实际总扣损获取步骤：收集目标流域的实际总雨量，采用SCS模型或者采用降雨径流API获取对应的径流系数，根据实测降雨量和径流系数确定目标流域的实际总净雨；计算得到实际总扣损，其中，实际总扣损＝实际总雨量
‑
实际总净雨；
[0007]初损后损的扣损获取步骤：设定初损，并获取目标流域的下渗曲线，其中初损为可变值；根据下渗曲线及实际雨量过程求得实际后损，然后计算得到动态扣损，其中，动态扣损＝初损+实际后损；
[0008]动态分配步骤：不断调整所述初损，并实时计算实际后损，直到所述实际总扣损和动态扣损的误差绝对值达到最小，并将此时的初损作为实际初损，将此时的后损作为实际后损；
[0009]流域净雨过程获取步骤：计算流域净雨过程，流域净雨过程＝流域雨量过程
‑
实际初损
‑
实际后损；
[0010]地表径流过程获取步骤：获取目标流域的地表单位线，并将流域净雨过程结合地表单位线后通过卷积得到地表径流过程；
[0011]预报步骤：利用线性水库方法得到地下径流过程；根据地表径流过程及地下径流过程预报目标流域的洪水结果。
[0012]值得说明的是，在所述实际总扣损获取步骤的SCS模型中，径流系数
其中，a为径流系数，P为目标流域实测的降雨总量，S为与P对应的目标流域实测的当前的最大可能滞流量，λ＝0.2；
[0013]在降雨径流API中，径流系数其中，a为径流系数，P为目标流域实测的降雨总量，R为径流量。
[0014]可选地，在所述初损后损的扣损获取步骤中，所述下渗曲线的下渗率根据霍顿下渗公式获得；在所述霍顿下渗公式中，下渗率f
t
＝f
c
+(f
m
‑
f
c
)*e
‑
kt
，其中，f
t
为t时刻的下渗率，f
c
为稳定下渗率，f
m
为最大下渗能力，k为常数，k的取值范围为0
‑
1。
[0015]具体地，在所述地表径流过程获取步骤中，所述地表单位线其中，u(t)为地表单位线，t为流域汇流时间，Γ(n)为伽玛函数，n为串联线性水库的数目，K为每个线性水库的蓄量常数。
[0016]优选的，在所述地表径流过程获取步骤中，将所述地表单位线u(t)通过S曲线转换后与流域净雨过程通过卷积得到地表径流过程。
[0017]值得说明的是，在所述预报步骤中，利用线性水库方法得到QG2＝RG*(1
‑
KG)*U+QG1*KG作为地下径流过程；其中，QG1为前一时段的地下径流出流量；QG2是后一时段的地下径流出流量；RG为下渗量；KG为地下水消退系数；F为集水面积；Δt为计算间隔时间。
[0018]上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：在所述中小河流洪水预报方法中，通过不断调整所述初损，按照初损和下渗这一经过验证过的产流模式进行动态分配，在下渗阶段采用下渗曲线代替稳渗，最终将产出水量转换成出口洪水过程。通过降雨和径流的非线性关系反映出真实的产流扣损规律，降低了误差和偏差，提高了洪水预报的准确度。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一个实施例的中小河流洪水预报方法的流程图；
[0020]图2是本专利技术的一个实施例的R＝f(P,S)的函数曲线；
[0021]图3是本专利技术的一个实施例的下渗率曲线；
[0022]图4是本专利技术的一个实施例中赤溪站的P
‑
R相关拟合曲线；
[0023]图5是本专利技术的一个实施例中结龙湾水文站的Pa
‑
S相关拟合曲线；
[0024]图6是本专利技术的一个实施例中岳城站的P
‑
R相关拟合曲线；
[0025]图7是本专利技术的一个实施例中小古菉水文站的洪水曲线；
[0026]图8是本专利技术的一个实施例中皈塘站的洪水曲线。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类
似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]一种中小河流洪水预报方法，包括：
[0029]实际总扣损获取步骤：收集目标流域的实际总雨量，采用SCS模型或者采用降雨径流API获取对应的径流系数，根据实测降雨量和径流系数确定目标流域的实际总净雨；具体地，通过已知的实测降雨量查询与其对应的实际总净雨；计算得到实际总扣损，其中，实际总扣损＝实际总雨量
‑
实际总净雨；
[0030]初损后损的扣损获取步骤：设定初损，并获取目标流域的下渗曲线，其中初损为可变值；根据下渗曲线及实际雨量过程求得实际后损，然后计算得到动态扣损，其中，动态扣损＝初损+实际后损；
[0031]动态分配步骤：不断调整所述初损，并实时计算实际后损，直到所述实际动总扣损和动态扣损的误差绝对值达到最小，并将此时的初损作为实际初损，将此时的后损作为实际后损；
[0032]流域净雨过程获取步骤：计算流域净雨过程，流域净雨过程＝流域雨量过程
‑
实际初损
‑
实际后损；
[0033]地表径流过程获取步骤：获取目标流域的地表单位线，并将流域净雨过程结合地表单位线后通过卷积得到地表径流过程；
[0034]预报步骤：利用线性水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中小河流洪水预报方法，其特征在于，包括：实际总扣损获取步骤：收集目标流域的实际总雨量，采用SCS模型或者采用降雨径流API获取对应的径流系数，根据实测降雨量和径流系数确定目标流域的实际总净雨；计算得到实际总扣损，其中，实际总扣损＝实际总雨量
‑
实际总净雨；初损后损的扣损获取步骤：设定初损，并获取目标流域的下渗曲线，其中初损为可变值；根据下渗曲线及实际雨量过程求得实际后损，然后计算得到动态扣损，其中，动态扣损＝初损+实际后损；动态分配步骤：不断调整所述初损，并实时计算实际后损，直到所述实际总扣损和动态扣损的误差绝对值达到最小，并将此时的初损作为实际初损，将此时的后损作为实际后损；流域净雨过程获取步骤：计算流域净雨过程，流域净雨过程＝流域雨量过程
‑
实际初损
‑
实际后损；地表径流过程获取步骤：获取目标流域的地表单位线，并将流域净雨过程结合地表单位线后通过卷积得到地表径流过程；预报步骤：利用线性水库方法得到地下径流过程；根据地表径流过程及地下径流过程预报目标流域的洪水结果。2.根据权利要求1所述的一种中小河流洪水预报方法，其特征在于：在所述实际总扣损获取步骤的SCS模型中，径流系数其中，a为径流系数，P为目标流域实测的降雨总量，S为与P对应的目标流域实测的当前的最大可能滞流量，λ＝0.2；在降雨径流API中，径流系数其中，a为径流系数，P为目标流域实测的降雨总量，R为径流量。3.根据权利要求1所述的一种中小...

【专利技术属性】
技术研发人员：张端虎，黄文清，王步杰，朱维科，赖壹，刘敏，王晨乃，许小娟，
申请(专利权)人：广东省水文局韶关水文分局，
类型：发明
国别省市：