[发明专利]基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型构建方法

权利要求书

1.基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型构建方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，确定研究流域，收集研究流域控制水文站的逐日水文数据，包括流量数据和含沙量数据、逐年水利工程设施数据和逐年NDVI栅格数据和流域面积数据；

步骤2，利用步骤1收集到的流量数据和含沙量数据，计算该流域的逐年径流侵蚀功率和输沙量、径流量；

步骤3，利用步骤1收集到的研究流域控制水文站的逐年水利工程设施数据，计算该流域的逐年工程措施因子指数；

步骤4，利用步骤1收集到的研究流域逐年NDVI栅格数据，计算该流域的逐年NDVI集中度指数；

步骤5，构建基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型，将步骤2、3、4的计算结果研究时段划分为率定期和验证期，将率定期数据作为模型的输入条件，利用最小二乘法对模型参数进行率定；

步骤6，在步骤5率定好参数的基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型的基础上，基于步骤5划分的验证期，将步骤2、3、4的计算结果验证期数据作为模型输入，计算验证期流域泥沙；

步骤7，对步骤6计算的验证期流域泥沙进行精度评价。

2.根据权利要求1所述的基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型构建方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：

步骤2.1，利用步骤1收集到的研究流域控制水文站的逐日流量数据和流域面积数据，计算该流域的逐年径流侵蚀功率，径流侵蚀功率是反应径流能量对泥沙输移能力的指标，具有能量的量纲，径流侵蚀功率的具体计算公式如下：

E＝H·Q′_m (1)

式中，E为年径流侵蚀功率，m⁴/(s·km²)；H为年径流深，m；Q′_m为一年中最大日流量模数，m³/(s·km²)；

其中，Q′_m计算公式如下；

式中：Q_m为一年中最大日流量，m³/s；F为流域面积，km²；

步骤2.2，利用步骤1收集到的研究流域控制水文站的逐日流量数据和逐日含沙量数据，求和计算得到该流域的逐年输沙量和逐年径流量。

3.根据权利要求2所述的基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型构建方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：

利用步骤1收集到的研究流域控制水文站的逐年水利工程设施数据，计算该流域的逐年工程措施因子指数，具体公式如下：

式中：MRI_j为第j年的工程措施因子指数；RI_j为第j年的水库指数；

水库指数通过如下公式进行计算：

式中：RI_j为第j年的水库指数；m_j为第j年流域控制水文站以上水库个数；A_i,j为第j年流域控制水文站以上第i个水库控制的流域面积，km²；A_T为流域控制水文站控制的流域面积，km²；V_i,j为第j年流域控制水文站以上第i个水库的库容，亿m³；为流域控制水文站的多年平均径流量，亿m³。

4.根据权利要求3所述的基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型构建方法，其特征在于，所述步骤4具体如下：

利用步骤1收集到的研究流域逐年NDVI栅格数据，计算该流域的逐年NDVI集中度指数，将每年的NDVI栅格数据所有像元数据成若干个等级，并按从小到大的顺序排列，统计各等级NDVI总和及像元数，算出每年各等级NDVI像元数占总栅格数的百分比X、各等级NDVI总占NDVI的累计百分比Y，将X和Y点绘在同一坐标系中，曲线用下式表达：

Y＝aXe^bX (5)

集中度曲线也称洛伦兹曲线，曲线与Y＝X围成的面积为A：

N＝A/5000 (7)

其中：N为NDVI集中度指数，N取值范围为0～1，值越小，曲线越接近象限二等分线Y＝X，表明NDVI空间分配越均匀，反之NDVI空间分配越集中。