[发明专利]一种基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法

权利要求书

1.一种基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法，包括以下几个步骤：

步骤1、典型雨洪过程资料收集与处理；

所述步骤1中收集的流量资料优先采用入库前参证水文站的流量资料，若参证站在水库下游，则需对参证站的流量做还原计算处理；

步骤2、选择和率定概念性水文模型；

所述步骤2综合考虑了流域的不同降雨产流特性，选取了新安江模型、水箱模型或SCS模型任何之一作为应用广泛且参数简单的概念性水文模型作为备选；

步骤3、判断水文模型在研究流域的适用性；

所述步骤3中将步骤1收集并处理好的降雨资料、洪水流量资料以及蒸发资料代入步骤2选择和率定好的概念性水文模型进行模拟，将模拟结果与实测的流量过程资料相比较，并以模拟洪峰、洪量相对误差及确定性系数作为模型在应用流域适用性的评判标准；以相对误差30％内，确定性系数50％以上计算合格率并选择模拟效果最佳的模型作为流域设计洪水计算最优模型；

步骤4、代入设计暴雨求得设计洪水；

所述步骤4中设计暴雨的选择移用所在地区水文图集中给出的地区雨型或选取历史典型场次洪水，有流量记录的流域历史最大洪水，用时段雨量占次洪比值作为分配雨型，将得到的时段设计暴雨值作为步骤3中筛选出的最优模型的输入项，蒸发资料采用汛期平均时段蒸发数值带入步骤3中筛选出的最优模型中模拟；

步骤5、对比瞬时单位线法及工程原有设计结果进行参证；

所述步骤5中选择在中小流域设计洪水常用的瞬时单位线法，瞬时单位线法所需查算资料从相应地区水文图集中查得，工程设计时将水文模型算法与瞬时单位线算法及工程原有设计洪水值互相参照印证；

步骤6流域设计洪水过程；

所述步骤6应用于具有不同降雨产流特性的流域进行设计洪水的模拟，改变了原有设计洪水计算中的经验性概化，从降雨产流理论的角度出发，分析流域产汇流机制，从物理过程上来推求设计洪水，提高了设计洪水精度。

2.根据权利要求1所述基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法，其特征在于：所述步骤1收集的典型雨洪过程资料包括流域内雨量站的日降雨资料和时段降雨资料、洪水流量资料以及蒸发资料，依据降雨流量之间的滞后与相关关系对所选流域典型次洪的降雨资料、蒸发资料以及洪水流量资料的合理性进行分析，删除不符合的雨洪过程；

其中，所述日降雨资料用来计算前期影响雨量以及前五日雨量；

所述时段降雨资料作为水文模型的主要输入项；

所述洪水流量资料选择峰高量大的洪水过程，可适当地选择峰型较好的小洪水过程，所选小洪水场次控制在20％以内，在资料允许下应尽量增加用于模拟的洪水场次；对洪水量级的划分可根据洪水重现期或洪峰在流域的量级划分；其中等级为1的洪水称为小洪水，2级称为一般洪水，3级称为较大洪水，4级称为大洪水，5级称为特大洪水，6级以上称为非常洪水；

对于缺资料的流域，所述蒸发资料使用临近蒸发站资料或依据上级流域平均蒸发情况。

3.根据权利要求1所述基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法，其特征在于：所述步骤1中还原计算采用水量平衡法，水量平衡方法是通过查已建水库的水位库容蓄泄关系来推求入库流量，还原后的流量为计算时段平均入库流量；入库流量按照以下公式1和公式2计算：

式中：Δt为计算时段长，单位为s；

为时段平均出库流量，单位为m³/s；

Q_t为时段平均入库流量，单位为m³/s；

V_t，V_t+1为时段始末水库库容，单位为m³；

q_t，q_t+1为时段始末出库流量，单位为m³/s。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法，其特征在于：所述步骤5旨在对步骤3典型洪水模拟得出的结论做进一步的验证，工程设计时可将水文模型算法与工程传统算法求得的设计洪水值互相参照印证。