[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

说明书

本发明涉及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；步骤2、选择和率定概念性水文模型；步骤3、判断水文模型在研究流域的适用性；步骤4、代入设计暴雨求得设计洪水；步骤5、对比瞬时单位线法及工程原有设计结果进行参证。本发明改进了原有设计洪水计算中的经验性概化，从流域降雨产流理论出发，分析流域的产汇流特性，基于水文模型的适用性从物理机制上对设计洪水进行推求。该方法完善了设计洪水理论体系，是一种可用于推广应用的计算设计洪水的新方法。

技术领域

本发明涉及洪水风险管理技术领域，具体涉及一种基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法。

背景技术

除较大流域或典型水文站，我国在一般的流域及水文站点的洪水预报过程仍停留在构建降雨径流相关关系方法上，与之相应的在设计洪水方面理论成果相对较少，主要表现为针对小流域的推理公式法以及普适性较好的瞬时单位线法。然而这两种方法都只是基于历史降雨—径流数据的统计关系，在设计洪水的推求过程中具有一定的主观性。随着水利现代化进程的加快，水情信息的获取逐渐完善，对设计洪水的计算也需要更加客观与精确的方法。

水文模型是人们对流域水循环过程、流域产汇流理念不断加深的产物，而概念性水文模型则是其中的重要分支。概念性水文模型，不同于黑箱模型，其特征是可以对整个降雨—径流的转化过程进行描述，并且在模型结构上更加注重参数的物理含义。区别于处于探索尝试阶段的分布式、半分布式模型，概念性水文模型的理论基础已经比较成熟，并且在世界范围内的洪水风险管理和预报作业中得到了广泛应用。

发明内容

本发明设计了一种基于概念性水文模型的流域设计洪水推求方法，其解决的技术问题是当前设计洪水推求方法中基于主观经验导致计算结果失真，无法反映洪水真实情况的局限性。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

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；

步骤2、选择和率定概念性水文模型；

步骤3、判断水文模型在研究流域的适用性；

步骤4、代入设计暴雨求得设计洪水；

步骤5、对比瞬时单位线法及工程原有设计结果进行参证。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，所述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：

公式1；