[发明专利]基于TOPMODEL模型的改进模型、区域径流和洪水风险设计的方法

说明书

一种基于TOPMODEL模型的改进方法，涉及水循环模拟及水文设计领域，其在目前TOPMODEL模型的基础上通过构建加入集成不同资料需求的潜在蒸散发计算、单位线地表汇流等机制，弥补了目前TOPMODEL模型严重依赖蒸发皿观测数据、汇流计算难以反映河网调蓄作用等问题，改进后的模型较目前的TOPMODEL模型，提高了缺资料地区流量资料反演的适用性及反演精度。一种区域径流和洪水风险设计的方法，其采用上述改进方法计算。可为缺资料地区设计断面径流、洪水设计及分析决策提供有力的理论与技术支撑。

技术领域

本发明涉及水循环模拟及水文设计领域，具体而言，涉及基于TOPMODEL模型的改进模型以及区域径流和洪水风险设计的方法。

背景技术

TOPMODEL模型由于结合了概念性水文模型及分布式水文模型的特点，相比其他流域水文模型具有显著的特征：①基于一定物理机制，但结构上较为精炼不过于复杂；②对数据种类要求较少，输入数据较容易准备；③模型参数不多，参数优选方便；④应用十分广泛，效果普遍检验较好。因为有上述特征，TOPMODEL模型被广泛应用于流域水文循环模拟等相关研究及业务中。

缺资料地区流量资料反演虽属流域水文循环模拟研究的范畴，但根据模型理论及结构分析，目前TOPMODEL模型应用于缺资料地区流量资料反演存在以下三方面的缺陷：①在缺资料地区往往缺少或甚至无蒸发皿观测资料，而目前模型由于缺少潜在蒸散发计算机制，严重依赖蒸发皿观测资料，导致模型难以应用。②缺少融雪径流计算机制，反演高寒高海拔流域的流量时精度不高。③目前模型汇流算法采用的是等流时线法，无法充分反映流域的调蓄作用，无法分地表、地下水两种水源分别进行汇流计算，汇流计算精度不高。以上缺陷，导致TOPMODEL模型应用于缺资料地区流量资料反演研究的应用效果不佳、甚至难以应用。

纵向应用外延来看，缺资料地区流量资料反演的最直接应用是进行设计断面径流、洪水设计。随着计算机、遥感、水文等专业技术发展，目前流域水文模型在此方面应用越来越多，但相关应用均依据确定性设计的思路，得到的是确定性的径流、洪水设计成果，无法充分评估成果由于资料、模型、参数等因素存在不确定性所带来的风险，给工程设计带来决策上的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于TOPMODEL模型的改进模型，其设计科学合理，对传统的TOPMODEL模型进行了优化，提高了缺资料地区流量资料反演的适用性及反演精度。

本发明的另一目的在于提供一种区域径流和洪水风险设计的方法，其基于上述改进模型，可为缺资料地区设计断面径流、洪水设计及分析决策提供有力的理论与技术支撑。

本发明的实施例是这样实现的：

一种基于TOPMODEL模型的改进模型，其包括：

根据采集到的环境参数，匹配对应的潜在蒸散发量计算公式，计算潜在蒸散发量，并应用到TOPMODEL模型中。

一种区域径流和洪水风险设计的方法，其采用上述改进模型计算。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供了一种基于TOPMODEL模型的改进模型，其在目前TOPMODEL模型的基础上通过构建加入集成不同资料需求的潜在蒸散发计算机制，弥补了目前TOPMODEL模型严重依赖蒸发皿观测数据的问题，改进后的模型较目前的TOPMODEL模型，提高了缺资料地区流量资料反演的适用性及反演精度。

本发明实施例还提供了一种区域径流和洪水风险设计的方法，其采用上述改进模型计算。可为缺资料地区设计断面径流、洪水设计及分析决策提供有力的理论与技术支撑。

附图说明