[发明专利]一种岩溶流域耦合水文模型预测方法

说明书

本发明的实施例公开了一种岩溶流域耦合水文模型预测方法，建立耦合水文模型方法简单，建立的耦合水文模型，既可模拟地表洪水过程曲线，又可以通过数据模拟地下水系统的多重含水介质洪水退水衰减过程，实现了岩溶地区地表水与地下水量耦合计算，可很好地模拟岩溶地区孔隙介质、裂隙介质、小管道、大管道、暗河等多重岩溶含水介质的分段式衰退规律，实现准确地预报岩溶地区大暴雨时暗河洪水衰退，具有更大的洪水预报应用价值；克服了传统数值模拟方法在空间结构上高度的非均质性，而且输入在空间上有不均匀性和分散性的岩溶地区运用时的不足，与适应性差的问题。

技术领域

本发明属于水文学流域水文模型水量预测预报技术领域，具体涉及一种岩溶流域耦合水文模型预测方法。

背景技术

岩溶流域由于其特殊的含水系统结构和含水介质的极不均一性，其水文运动规律与一般流域不同。经研究发现西南岩溶地区的地下河系统与地表河流具有很多相似特点；主要表现在一方面构成地下河系统的岩溶管道结构(网)与地表水系网络十分类似，另一方面地下河系统对降雨过程和大小响应迅速，也具有地表河流流量大、流速快、比降大等特点，且岩溶泉水流量衰减曲线呈现多段式曲线，对应多重岩溶含水介质特征，地下河与地表水之间有时候往往形为一体、相互转换，共同构成当地水系网络。

在资料缺乏且不便于采集资料数据的岩溶地区，无法为岩溶水系统涌水量提供有效的监测或预测数据，不便于在岩溶地区施工。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的实施例提供了一种在资料缺乏地区可监测计预测岩溶地区其流域耦合水文模型的建立方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种岩溶流域耦合水文模型预测方法，包括以下步骤：

(1)根据遥感、地理信息系统、全球定位系统在岩溶区采集的信息，下载矢量等高线制作岩溶区流域的数字高程模型，并对得到的模型进行处理得到岩溶地区流域的原始基础数据；

(2)将得到的原始基础数据建立Topmodel模型，并输入地形指数、降雨数据、蒸发数据计算地表水进入地下水的总量；

(3)采用高分辨率流量监测装置监测岩溶地区流域的流量，识别流域的岩溶含水介质特征，并建立多重岩溶含水介质水箱模型，通过所述水箱模型计算地下流域裂隙/管道的出流系数值；

(4)根据得到的地表水补给、地下流域裂隙/管道的出流系数值，利用上述Topmodel模型、Tank模型耦合模拟得到初步的耦合水文模型，经对参数率定后得到校正后的耦合水文模型；

(5)将得到的耦合水文模型应用于模拟岩溶区流域的降雨洪水过程曲线，预测岩溶地区暗河洪水量。

与相关技术比较，本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的岩溶流域耦合水文模型的建立方法及其应用，建立耦合水文模型方法简单，建立的耦合水文模型，既可模拟地表洪水过程曲线，又可以通过数据模拟地下水系统的多重含水介质洪水退水衰减过程，实现了岩溶地区地表水与地下水量耦合计算，可很好地模拟岩溶地区孔隙介质、裂隙介质、小管道、大管道、暗河等多重岩溶含水介质的分段式衰退规律，实现准确地预报岩溶地区大暴雨时暗河洪水衰退，具有更大的洪水预报应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例的耦合水文模型建立方法流程图；

图2是本发明实施例的流量衰减曲线及分段示意图；

图3是本发明实施例的复式矩形堰流量监测站结构示意图；

图4是本发明实施例建立的耦合水文模型的物理概念示意图；

图5是本发明实施例孔家湾子流域数字高程模型图；

图6是本发明实施例子流域地形指数分布图；