[发明专利]一种基于合成流量和形状拟合的洪水预报方法

说明书

本发明公开了一种基于合成流量和形状拟合的洪水预报方法，涉及水文模拟及预报技术领域。所述方法：推求预报目标断面流量与上游断面流量的相关关系；对预报流域进行分布式水文模型建模，率定得到的分布式水文模型中每个计算单元的产汇流参数；根据预报目标断面处的历次洪水洪峰和历次洪量资料，拟合洪峰与洪量对应关系；推求实际退水过程所对应的指数型退水曲线参数；流量合成得到预报目标断面在汇流预见期内的流量预报结果；获取预报目标断面在当场洪水的预报洪量和预报洪峰；将达到预先设定要求时对应的流量预报结果作为本次洪水预报的最终结果。本发明延长洪水预报预见期，使预报结果更加合理、精确。

技术领域

本发明涉及水文模拟及预报技术领域，尤其涉及一种基于合成流量和形状拟合的洪水预报方法。

背景技术

洪水预报模型是以已发生的落地雨及未来一定时间的预测降雨为输入，利用一系列带参数的数学方程计算河道断面的流量过程。根据数学方程的不同，预报模型有直接通过统计关系描述降雨径流关系的黑箱模型、通过一定经验方程根据其他指标推求洪水过程的经验模型或具有完善物理机制的水文模型等。现有方法各有优缺点：

1、黑箱模型和经验模型计算快，但难以适应不同特征的洪水，更难以适应不断变化的气候和下垫面环境。

2、基于落地雨和预报降雨，采用水文模型进行洪水预报虽然可提高预报精度和延长预见期，但对资料要求过高，在资料不充分或资料准确性查的条件下，会出现预报失真的情况。

综上，现有洪水预报方法存在过于依靠经验且误差不可控的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于合成流量和形状拟合的洪水预报方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述基于合成流量和形状拟合的洪水预报方法，所述方法包括：

S1，在获取预报流域的预报目标断面与预报目标断面的上游断面的历史流量数据的基础上，推求预报目标断面流量与上游断面流量的相关关系；

S2，对预报流域进行分布式水文模型建模，在收集到的预报目标断面所在全流域的历史雨水情数据的基础上，率定得到的分布式水文模型中每个计算单元的产汇流参数；

S3，根据预报目标断面处的历次洪水洪峰和历次洪量资料，拟合洪峰与洪量对应关系；

S4，以指数型退水曲线形式拟合预报断面的实际退水过程，然后推求所述实际退水过程所对应的指数型退水曲线参数；

S5，在实际预报时，根据上游断面的实测流量，在预报流域中各断面汇流至预报目标断面的汇流时长、以及预报目标断面流量与上游断面流量的相关关系的基础上，经流量合成得到预报目标断面在汇流预见期内的流量预报结果；

S6，在所述分布式水文模型建模的基础上，结合预报目标断面以上流域的落地雨和汇流预见期内预报目标断面以上流域的降水预报结果，获取预报目标断面在当场洪水的洪量预报值，即预报目标断面在当场洪水的预报洪量；并依据所述洪峰与洪量对应关系反推洪峰值，即预报目标断面在当场洪水的预报洪峰；

S7，在汇流时间内预报流量不变的条件下，结合所述预报洪量、所述预报洪峰和所述指数型退水曲线参数，调整汇流时间至当场洪水结束的各时段的流量预报结果，最终得到洪量、洪峰和指数型退水曲线形状均满足预先设定要求的洪水过程曲线，将达到预先设定要求时对应的流量预报结果作为本次洪水预报的最终结果。

优选地，步骤S2中，对预报流域进行分布式水文模型建模，具体为：获取并对预报流域的下垫面资料进行水文分析，划分参数分区和计算单元；推求分布式水文模型中各计算单元不同雨量站点的权重，进行水文模型建模。

优选地，率定得到的分布式水文模型中每个计算单元的产汇流参数时，设定的要求为：纳什效率系数更大且次洪量模拟相对误差更小。