【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于洪涝防灾减灾，尤其涉及一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法。
技术介绍
1、随着城市化进程不断推进，地形地貌和下垫面性质的改变导致流域产汇流过程发生变化，提前进行预估洪水过程有利于城市开展防洪减灾工作。对于洪水过程的预估可以依靠物理模型进行模拟，但是模型运算需要较长时间，洪水期间可能不具备模型演算条件，或者模型信息不能传递至现场。因此直接、高效地依据降水信息预估流域洪水过程是必要的。常规的单位线法并不能适用于各类地区的洪水过程计算，特别是城市流域的洪水预报。研究城市雨洪单位线，构建一种快速确定洪水过程的预估方法，有助于提高洪水预报能力，为进行流域洪涝预警提供方法与思路，并且该方法不仅可以应用于中小流域的洪水预报，还可应用于城市洪水过程预测，应用范围较广。
2、单位线的概念由谢尔曼首先提出，并广泛应用于洪水预报中。利用单位线推求洪水过程简单易行，能够快速计算出洪水过程线，但从流域的降雨和径流数据发展而来的单位线只适用于该河流或河流上的某个点位流量过程。综合单位线可用于同一流域内河流上的其他地点或具有类似特征的附近流域的单位线应用。相较于自然流域，城市下垫面发生了巨大改变，利用单位线对城市洪水过程进行预估时应考虑下垫面的不透水率、坡度、下渗损失等。在已知综合单位线的基础上融入城市下垫面要素，对已知单位线进行改进，使其能够适用于城市地区洪水过程预估是十分必要的。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于综合单位线的流域和城区洪
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，包括：
3、获取目标区域降雨量和下垫面参数，其中，降雨量来源于雨量站观测、数值天气预报、雷达反演等信息；
4、基于所述目标区域降雨量和下垫面参数计算流域直接径流量和城区直接径流量；
5、根据所述目标区域的下垫面参数计算区域标准单位线；
6、根据所述流域直接径流量和城区直接径流量，结合所述区域标准单位线计算洪水过程线，完成洪水过程的预估。
7、可选的，所述下垫面参数包括：流域下垫面参数和城市集水区下垫面参数；
8、所述流域下垫面参数包括：目标区域面积、地形特征、河道长度；
9、所述城市集水区下垫面参数包括：目标区域面积、地形特征、水道长度、集水区土地利用类型、建筑密集程度、坡度、下垫面不透水百分比。
10、可选的，获取所述流域直接径流量包括：采用蓄满产流方案计算总径流量，依据稳渗率逐时段划分直接径流过程。
11、可选的，获取所述城区直接径流量包括：利用径流系数法计算所述城区直接径流量；
12、所述径流系数法为：
13、
14、其中，rsu为城区直接径流量量，u为城区，p为目标区域降雨量，α1、α2、…、αn为各分区径流系数，s1、s2、…、sn为各分区面积，s为总面积。
15、可选的，所述区域标准单位线包括流域标准单位线和城区标准单位线。
16、可选的，根据所述下垫面参数计算所述流域标准单位线包括：
17、基于流域下垫面参数，确定流域峰值时间系数和峰值流量系数；
18、根据所述流域峰值时间系数和峰值流量系数，利用经验公式获取流域的峰值流量、峰现用时、基准时间和时间宽度；
19、基于所述流域的峰值流量、峰现用时、基准时间和时间宽度，获取流域单位线上的预设个点位；
20、根据所述预设个点位，获得流域标准单位线。
21、可选的，根据所述下垫面参数计算所述城区标准单位线包括：
22、基于城区下垫面参数，确定峰值时间系数和峰值流量系数；
23、根据所述峰值时间系数和峰值流量系数，利用经验公式获取城区的峰值流量、峰现用时、基准时间和时间宽度；
24、基于所述城区的峰值流量、峰现用时、基准时间和时间宽度，获取城区单位线上的预设个点位；
25、根据所述预设个点位，获得城区标准单位线。
26、可选的，根据所述流域直接径流量和城区直接径流量，结合区域标准单位线计算洪水过程线并叠加基流过程，完成洪水过程的预估包括：
27、基于所述流域直接径流量和城区直接径流量，利用线性汇流系统的倍比假定和叠加假定对所述流域标准单位线、城区标准单位线和所述直接径流量的乘积错时段叠加得到预测洪水过程线；
28、利用简化三角形法、退水曲线法进行基流计算，洪水过程的起涨点与径流分割点的连线为基流起涨过程，分割点以后沿用退水曲线过程，起涨过程与退水过程合并为整个基流过程，完成流域、城区预测洪水过程线与基流的同时段叠加；
29、基于预测洪水过程线和基流过程同时段叠加，完成洪水过程的预估。
30、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
31、本专利技术能够较迅速模拟流域、城区洪水过程，提出的方法考虑到了城市区域的坡度、不透水性等，所需参数简洁有效，结构简单，不需要繁琐的建模和大量计算资源，实施推广性强。该方法预报结果合格率高，部分过程预测情况甚至优于水文模型，并且能够预测出流域、城市区域洪水过程的洪峰流量、峰现时间等重要信息，为缺资料城市及中小河流开展洪水灾害预警预报提供新的支撑。
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1.一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，所述下垫面参数包括：流域下垫面参数和城市集水区下垫面参数；
3.根据权利要求1所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，获取所述流域直接径流量包括：采用蓄满产流方案计算总径流量，依据稳渗率逐时段划分直接径流过程。
4.根据权利要求1所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，获取所述城区直接径流量包括：利用径流系数法计算所述城区直接径流量；
5.根据权利要求2所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，所述区域标准单位线包括流域标准单位线和城区标准单位线。
6.根据权利要求5所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，根据所述下垫面参数计算所述流域标准单位线包括：
7.根据权利要求5所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特
8.根据权利要求5所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，根据所述流域直接径流量和城区直接径流量，结合区域标准单位线计算洪水过程线并叠加基流过程，完成洪水过程的预估包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，所述下垫面参数包括：流域下垫面参数和城市集水区下垫面参数；
3.根据权利要求1所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，获取所述流域直接径流量包括：采用蓄满产流方案计算总径流量，依据稳渗率逐时段划分直接径流过程。
4.根据权利要求1所述的一种基于综合单位线的流域和城区洪水过程快速预估方法，其特征在于，获取所述城区直接径流量包括：利用径流系数法计算所述城区直接径流量；
5.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭元，李玉玲，陈能志，朱振洋，林友勤，王慧亮，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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