一种基于制造技术

本发明专利技术涉及水文预报领域，公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于SWAT水文模型的河流流域中长期径流预报方法


[0001]本专利技术涉及水文气象预报
，具体为一种基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法
。

技术介绍

[0002]水资源问题已成为当今世界最严重和最重大的资源环境问题之一
。
人类空间分布与水资源空间分布不一致，人口数量的增长导致人类对水资源需求的增加，全球气候不断变化对水资源造成影响，以上这些因素使得人类未来将不可避免地面对水资源供需不平衡所带来的挑战
。
[0003]水文预报是指根据已知信息，对未来一定时期内水文要素的状态做出定量或定性的预测，准确可靠的水文预报对于有效进行水资源管理
、
制定合理的调度决策
、
减轻自然灾害风险以及降低灾害损失等至关重要
。20
世纪末期至
21
世纪以来，气候及天气预报技术的发展在一定程度上推动了过程驱动模型方法水文预报技术的再次发展，使得大范围中长期水文预报成为可能
。
过程驱动模型方法是指利用气象预报信息驱动水文模型进行未来径流预报，其物理机制在水文模型中体现，对于气象预报信息的精度有较高的要求
。
短期数值天气预报产品难以满足中长期径流预报的需求
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法，能够更好的用于中长期径流预报的准确预报
。
[0005]一种基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法，包括以下步骤：
[0006]通过
SWAT
水文模型进行径流预报；
[0007]SWAT
水文模型的建立：将流域划分成具有相同土地利用和土壤类型的水文响应单元，对每一个水文响应单元进行水文过程模拟，累加后通过汇流计算得到流域总出口的径流结果；即对每个水文响应单元进行水文过程计算并累加，河道最后一个水文响应单元的出流即流域总出口的径流
。
[0008]水文过程模拟包括地表径流
、
地下径流
、
壤中流的计算
。
[0009]优选地，根据获取的日尺度降水数据，采用模型中
SCS
径流曲线法计算地表径流，其计算公式为
[0010][0011][0012]式中，
Q
surf
表示地表径流，单位
mm
；
P
day
表示日降水量，
mm
；
I
a
表示初损量，
mm
；
S
表示研究区最大滞留量，
mm
；
CN
为无量纲参数
。
[0013]优选地，壤中流是介于地表水和地下水的部分，包括渗透和侧向流两部分，模型采
用动态存储模型通过下式来预测计算壤中流：
[0014][0015]式中，
Q
l
为壤中流，
mm
；
SW
ly,excess
表示土壤饱和区可渗透水量，
mm
；
K
表示土壤饱和导水率，
mm/h
；
slp
表示坡度；
L
h
表示山坡坡长，
m
；
ψ
表示土壤总孔隙度
。
[0016]优选地，地下径流计算包括浅层地下水计算以及深层地下水计算；
[0017]在
SWAT
水文模型中，将地下水划分为浅层和深层两部分后分别通过如下公式进行计算
。
[0018]浅层地下水的计算公式为
[0019]aq
sh,i
＝
aq
sh,i
‑1+w
rchrg,i
‑
w
deep
‑
w
revap
‑
Q
gw
‑
w
pump,sh
；
[0020]式中，
aq
sh,i
和
aq
sh,i
‑1分别表示第
i
天和第
i
‑1天的浅水层蓄水量，
mm
；
w
rchrg,i
表示第
i
‑1天的浅水层补给水量，
mm
；
w
deep
表示由浅水层向深水层的补给水量，
mm
；
w
revap
表示土壤带进水量，
mm
；
Q
gw
为进入河道的补给水量，
mm
；
w
pump,sh
为浅水层出流量，
mm
；
[0021]深层地下水的计算公式为
[0022]aq
dp,i
＝
aq
dp,i
‑1+w
deep
‑
w
pump,dp
[0023]式中，
aq
dp,i
和
aq
dp,i
‑1分别表示第
i
天和第
i
‑1天的深水层蓄水量，
mm
；
w
deep
表示第
i
天深水层进水量，
mm
；
w
pump,dp
表示第
i
天深水层出流量，
mm。
[0024]优选地，采用
Muskingum
法进行汇流计算，其计算公式为
[0025]Q
out,2
＝
C1Q
in,2
+C2Q
in,1
+C3Q
out,1
[0026][0027][0028][0029]式中，
Q
in,1
和
Q
in,2
分别表示河段上游断面时段初和时段末的如流量，
m3/h
；
Δ
t
表示计算时段；
Q
out,1
和
Q
out,2
分别表示河段下游断面时段初和时段末的出流量，
m3/h
；
C1、C2、C3为马斯京根法汇流计算的系数；
K
为从河段上游至下游的传播时间，
h
；
X
为流量比重常数
。
[0030]每个河段的出流都是
Q
out,2
，汇流计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法，其特征在于，包括以下步骤：通过
SWAT
水文模型进行径流预报；
SWAT
水文模型的建立：将流域划分成具有相同土地利用和土壤类型的水文响应单元，对每一个水文响应单元进行水文过程模拟，累加后通过汇流计算得到流域总出口的径流结果；水文过程模拟包括地表径流
、
地下径流
、
壤中流的计算
。2.
根据权利要求1所述的基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法，其特征在于，根据获取的日尺度降水数据，采用模型中
SCS
径流曲线法计算地表径流，其计算公式为为式中，
Q
surf
表示地表径流，单位
mm
；
P
day
表示日降水量，
mm
；
I
a
表示初损量，
mm
；
S
表示研究区最大滞留量，
mm
；
CN
为无量纲参数
。3.
根据权利要求1所述的基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法，其特征在于，地下径流计算包括浅层地下水计算以及深层地下水计算；浅层地下水的计算公式为
aq
sh,i
＝
aq
sh,i
‑1+w
rchrg,i
‑
w
deep
‑
w
revap
‑
Q
gw
‑
w
pump,sh
；式中，
aq
sh,i
和
aq
sh,i
‑1分别表示第
i
天和第
i
‑1天的浅水层蓄水量，
mm
；
w
rchrg,i
表示第
i
‑1天的浅水层补给水量，
mm
；
w
deep
表示由浅水层向深水层的补给水量，
mm
；
w
revap
表示土壤带进水量，
mm
；
Q
gw
为进入河道的补给水量，
mm
；
w
pump,sh
为浅水层出流量，
mm
；深层地下水的计算公式为
aq
dp,i
＝
aq
dp,i
‑1+w
deep
‑
w
pump,dp
式中，
aq
dp,i
和
aq
dp,i
‑1分别表示第
i
天和第
i
‑1天的深水层蓄水量，
mm
；
w
deep
表示第
i
天深水层进水量，
mm
；
w
pump,dp
表示第
i
天深水层出流量，
mm。4.
根据权利要求1所述的基于
SWAT
水文模型的河流流域中长期径流预报方法，其特征在于，通过下式来预测计算壤中流：式中，
Q
l
为壤中流，
mm
；
SW
ly,excess
表示土壤饱和区可渗透水量，
mm
；
K
表示土壤饱和导水率，
mm/h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫崇勋，黄珂珂，雷兴碧，唐岗，唐玲玲，陈新茹，孙桂凯，杨云川，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：