[发明专利]水文模型参数空间尺度效应分析方法

说明书

本发明提供一种水文模型参数空间尺度效应分析方法，属于水文数据分析领域。具体步骤如下：选择研究区域，在研究区域中挑选研究子流域；收集整理子流域DEM数据及水文气象资料，构建流域水文模型，率定各子流域模型参数；计算各子流域模型参数的方差，并根据方差选出空间敏感参数；绘制空间敏感参数与流域面积的关系曲线，根据关系曲线特征，选择合适的线型，找出空间敏感参数与流域面积之间的定量关系；根据空间敏感参数与流域面积的定量关系判断空间敏感参数是否随空间尺度变化具有标度不变性。本发明析水文模型参数的空间尺度效应，可为解决无资料地区水文模型参数确定问题提供支持，具有较强的工程意义。

技术领域

本发明属于水文数据分析领域，特别涉及一种水文模型参数空间尺度效应分析方法。

背景技术

水文现象在不同的时空尺度上可能会表现出不同的特征，而其背后又往往隐含着统一的规律性，研究这种规律性，建立不同尺度之间的转换关系，不仅可以加深对水文过程的认识，还可以解决水文信息由有资料地区向无资料地区、由某一尺度下向另一尺度的移用问题。为此，研究水文尺度问题具有重要的理论意义和实用价值。

目前，对水文尺度问题的研究众多，如年最大洪峰的尺度分析，降雨强度的尺度分析，径流量的尺度分析等。

但值得注意的是上述大多是针对水文变量的尺度问题进行研究，少有对水文模型参数空间尺度效应的研究。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水文模型参数空间尺度效应分析方法，通过在水文一致性区内建立模型参数与流域面积的定量关系，确定水文模型参数是否随空间尺度变化具有标度不变性，解决水文模型参数空间尺度效应分析方法难题，克服目前少有对水文模型参数空间尺度效应进行分析的不足。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案。

一种水文模型参数空间尺度效应分析方法，所述方法包括如下步骤：

选择研究区域，在研究区域中挑选研究子流域；

收集整理所述子流域DEM数据(数字高程模型)及水文气象资料，选择流域水文模型，率定各子流域模型参数；

计算各子流域模型参数的方差，并根据方差选出空间敏感参数；

绘制所述空间敏感参数与流域面积的关系曲线：

式中θ₀是面积最小子流域的空间敏感参数，F₀是对应的流域面积，θ_i是各子流域的空间敏感参数，对应流域面积F_i；

根据绘制的关系曲线上离散点特征，选择合适的线型，采用经验统计法找出空间敏感参数与流域面积之间的定量关系：

根据空间敏感参数与流域面积的定量关系判断空间敏感参数是否随空间尺度变化具有标度不变性。

进一步的，所述子流域空间尺度不同且空间分布上具有嵌套关系。

所述嵌套关系为面积较大流域集水区包含比其小的流域集水区且它们共享部分下垫面。

进一步的，所述水文气象资料包括降雨、蒸发和流量；

所述模型参数包括蒸散发计算模型参数、产流计算模型参数、水源划分模型参数和汇流计算模型参数。