[發明專利]基于分布式水文模型的室內水文實驗模型比例尺確定方法

有效

• 申請號: 201810652183.3
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108920571B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 龔家國;楊苗;王浩;趙勇;王英;彭玕
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.基于分布式水文模型的室內水文實驗模型比例尺確定方法，其特征在于，包括：

S1、獲取研究流域的矢量信息，并將室內自定義坐標的矢量文件與研究流域的邊界矢量文件進行匹配，得到模型流域的水平比例尺；

S2、根據室內試驗場地的流量限制，將室外研究流域的出口流量轉化為模型流域的目標出口流量，并隨機選取一個模型流域的垂直比例尺；

S3、將研究流域的水平比例尺、垂直比例尺下、水文參數和地形參數導入WEP-L模型中；

S4、采用WEP-L模型計算模型流域的理論出口流量；

S5、根據理論出口流量、目標出口流量和目標流量過程線的平均值，采用Nash-Sutcliffe效率、相關系數和相對誤差三個評價指標判斷理論出口流量是否大于目標出口流量；

若大于，則令并返回步驟S3，K₂為垂直比例尺；

若小于，則令并返回步驟S3，K₂為垂直比例尺；

否則，輸出水平比例尺和當前的垂直比例尺；

所述Nash-Sutcliffe效率的計算公式為：

所述相關系數的計算公式為：

所述相對誤差的計算公式為：

其中，Q′_理為理論出口流量；Q′為目標出口流量；為目標流量過程線的平均值；Nash為Nash-Sutcliffe效率系數；r為相關系數；n為系列的樣本數；

步驟S5的具體判斷方法包括：

采用Nash-Sutcliffe效率、相關系數和相對誤差三個評價指標同時計算，當Nash-Sutcliffe效率和相關系數的計算結果中至少一個不滿足評價標準，則根據相對誤差的偏大得出理論出口流量大于目標出口流量的結論，或根據相對誤差的偏小得出理論出口流量小于目標出口流量的結論；

當Nash-Sutcliffe效率和相關系數的計算結果均滿足評價標準時，且相對誤差的偏大或偏小在設定范圍內，則認為理論出口流量等于目標出口流量；

所述地形參數包括高程和研究流域的面積；所述水文參數包括研究流域的出口斷面面積、研究流域的濕周、研究流域的長和寬、研究流域的水力半徑、研究流域自分水嶺到出口斷面主河道的平均比降、研究流域的斷面出口流速及研究流域單位時間通過出口斷面的流量；

所述研究流域的矢量信息包括研究流域形狀矢量信息和雨量站位置的矢量信息；

所述研究流域的矢量信息提取方法包括：獲取研究流域的地形數據和雨量站位置；將所述地形數據與雨量站位置導入ArcGis中得到研究流域形狀和雨量站位置的矢量信息。

2.根據權利要求1所述的基于分布式水文模型的室內水文實驗模型比例尺確定方法，其特征在于，所述目標出口流量的獲取方法為：

獲取室內試驗場地能承受的最大室內出口流量和研究流域的最大室外出口流量；

將最大室外出口流量進行縮放，當縮放后的流量小于最大室內出口流量，且兩者的差異小于設定值時，輸出當前的縮放比例；

采用縮放比例與研究流域的徑流過程線，計算目標出口流量：

Q′＝K₃Q

其中，K₃為縮放比例；Q為研究流域的徑流過程線。