【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及于水文学中的水文预报领域，尤其涉及一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统。
技术介绍
1、原超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统优化了现有常见混合产流模型复杂、计算量大、不确定强的问题，在实时洪水预报中一定程度的精简了计算量，提高了洪水的预报精度。但在实际使用过程中发现部分河流站点尤其是中小河流站点会出现洪峰和水量难以同时拟合，模拟得到的径流过程整体比较尖瘦，具体表现为：若要洪峰拟合，过程扣损会偏大，水量将会出现整体偏小；若要水量平衡，洪峰会偏大，整体洪水过程拟合效果偏差的现象就会出现，因此仍有改进的空间。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法及系统，采用流域超渗蓄满法和流域降雨径流系数法结合的方式，利用降雨径流系数法给净雨过程的计算设置上限值，从而解决现有的超渗蓄满混合产流模式预报洪峰、洪量难以同时拟合的技术问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，包括下述步骤：
3、步骤s1：根据对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料，计算流域面雨量以及洪水过程发生初始阶段的土壤含水量；
4、步骤s2：基于流域最大下渗能力、流域稳定下渗能力、流域最大蓄水量、洪水起涨时刻以及初始阶段的土壤含水量，确定洪水过程发生后各时刻流域下渗能力；其中洪水起涨时刻由目标断面实测水位或流量过程线确定；基于各时刻流域下渗能力以及流域面雨
5、步骤s3：比较流域超渗蓄满法的净雨值和流域降雨径流系数法的净雨值的大小，选择较小的净雨值作为该时刻的最终净雨值；
6、步骤s4：将该时刻的土壤含水量作为下一个时刻的初始阶段的土壤含水量，重复步骤s2和步骤s3，迭代到下一个时刻的净雨值计算，得到各时刻的净雨过程；
7、步骤s5：将步骤s4的净雨过程代入洪水预报模型，得到洪水过程；
8、步骤s6：将洪峰目标、水量目标作为评价指标，对流域超渗蓄满法和流域降雨径流系数法的各参数进行优化，使步骤s5得到的洪水过程与实际洪水过程的差异在允许范围内；其中，洪峰目标obj1表示为：
9、
10、水量目标obj2表示为：
11、
12、式中，q'obs,j为实测场次洪水洪峰值；q'sim,j为场次洪水预测值；qobs,i,j为的流量实测值；qsim,i,j为流量预测值；n为场次洪水时段数；n为场次洪水数。
13、优选的，步骤s1中对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料包括：雨量站逐小时降雨数据、蒸发数据、各站点经纬度数据和前期m天日降雨量数据；
14、计算流域面雨量包括：根据泰森多边形法划分站点权重比，将各站点相应雨量数据进行权重相加，得到流域面雨量。
15、优选的，步骤s1中洪水过程发生初始阶段的土壤含水量计算公式如下：
16、
17、式中，wj_0为j日洪水过程发生初始阶段的土壤含水量；pj为j日的日降雨量；pa,j-1为j-1日前期影响雨量；n为影响本次径流的前期降雨天数；k为土壤消退系数；当pa,j>wm时，pa,j＝wm，wm为流域最大蓄水量。
18、优选的，步骤s2中，洪水过程发生后各时刻流域下渗能力计算公式如下：
19、
20、式中，ft为t时刻流域下渗能力，满足ft≥fc；fm为流域最大下渗能力；fc为流域稳定下渗能力；wm为流域最大蓄水量；wt为t时刻流域土壤含水量，且t＝0时，w0＝wj_0；tt为该场洪水起涨时段数，初始值默认为1，之后每历经一个时段加1，直至洪水消退；a为常系数。
21、优选的，步骤s2中，当流域目标站点的水位或流量连续m小时持续上涨，且上涨幅度达到阈值，则判断洪水开始起涨；
22、步骤s2中，基于各时刻流域下渗能力以及流域面雨量，计算流域超渗蓄满法的净雨值，该时刻的净雨公式计算如下：
23、
24、式中，r1,t为超渗蓄满法下t时刻的净雨量，pt为t时刻的降雨量，ft为t时刻流域下渗能力。
25、优选的，在步骤s2中，洪水过程发生后各时刻流域的降雨径流系数计算公式如下：
26、
27、式中，αt为t时刻流域降雨径流系数；αm为流域降雨径流系数上限，取值为0.7-0.9；b、c、d为常系数。
28、优选的，在步骤s2中，基于流域的降雨径流系数以及流域面雨量过程，计算流域降雨径流系数法的净雨值，该时刻的净雨公式计算如下：
29、r2,t＝pt×αt
30、式中，r2,t为降雨径流系数法下t时刻的净雨量。
31、优选的，在步骤s3中，比较流域超渗蓄满法的净雨值和流域降雨径流系数法的净雨值的大小的计算如下：
32、rt＝min(r1,t,r2,t)
33、式中，rt为t时刻最终的净雨量，r1,t为超渗蓄满法下t时刻的净雨量，r2,t为降雨径流系数法下t时刻的净雨量。
34、优选的，在步骤s4中，下一个时刻的初始阶段的土壤含水量的计算公式如下：
35、
36、其中，当wt+1≥wm时，wt+1＝wm。
37、一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报系统，包括：
38、第一计算模块，用于根据对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料，计算流域面雨量以及洪水过程发生初始阶段的土壤含水量；
39、第二计算模块，用于基于流域最大下渗能力、流域稳定下渗能力、流域最大蓄水量、洪水起涨时刻以及初始阶段的土壤含水量，确定洪水过程发生后各时刻流域下渗能力；其中洪水起涨时刻由目标断面实测水位或流量过程线确定；
40、基于各时刻流域下渗能力以及流域面雨量过程，计算流域超渗蓄满法的净雨值；
41、基于初始阶段的土壤含水量，建立降雨径流系数与土壤含水量的相关关系，率定洪水过程发生后对应时刻的降雨径流系数；基于该时刻流域的降雨径流系数以及流域面雨量值，计算流域降雨径流系数法的净雨值；
42、第三计算模块，用于比较流域超渗蓄满法的净雨值和流域降雨径流系数法的净雨值的大小，选择较小的净雨值作为该时刻的最终净雨值；
43、第四计算模块，用于将该时刻的土壤含水量作为下一个时刻的初始阶段的土壤含水量，重复使用第二计算模块和第三计算模块，迭代到下一个时刻的净雨计算，得到各时刻的净雨过程；
44、洪水过程获取模块，用于将净雨过程代入洪水预报模型，得到洪水过程；以及将洪峰目标、水量目标作为评价指标，对流域超渗蓄满法和流域本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，其特征在于，步骤S1中对应场次洪水的前期降雨资料和降雨过程资料包括：雨量站逐小时降雨数据、蒸发数据、各站点经纬度数据和前期M天日降雨量数据；
3.根据权利要求1或2所述的一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，其特征在于，步骤S1中洪水过程发生初始阶段的土壤含水量计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，其特征在于，步骤S2中，洪水过程发生后各时刻流域下渗能力计算公式如下：
5.根据权利要求1或4所述的一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，其特征在于，步骤S2中，当流域目标站点的水位或流量连续m小时持续上涨，且上涨幅度达到阈值，则判断洪水开始起涨；
6.根据权利要求1所述的一种基于优化超渗蓄满混合产流模式的水文预报方法，其特征在于，在步骤S2中，洪水过程发生后各时刻流域的降雨径流系数计算公式如下：
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