[發明專利]水文模型參數空間尺度效應分析方法

有效

• 申請號: 201811597846.2
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109492342B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 李彬權;朱暢暢;梁忠民;胡義明;王軍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;范青青

本發明提供一種水文模型參數空間尺度效應分析方法，屬于水文數據分析領域。具體步驟如下：選擇研究區域，在研究區域中挑選研究子流域；收集整理子流域DEM數據及水文氣象資料，構建流域水文模型，率定各子流域模型參數；計算各子流域模型參數的方差，并根據方差選出空間敏感參數；繪制空間敏感參數與流域面積的關系曲線，根據關系曲線特征，選擇合適的線型，找出空間敏感參數與流域面積之間的定量關系；根據空間敏感參數與流域面積的定量關系判斷空間敏感參數是否隨空間尺度變化具有標度不變性。本發明析水文模型參數的空間尺度效應，可為解決無資料地區水文模型參數確定問題提供支持，具有較強的工程意義。

技術領域

本發明屬于水文數據分析領域，特別涉及一種水文模型參數空間尺度效應分析方法。

背景技術

水文現象在不同的時空尺度上可能會表現出不同的特征，而其背后又往往隱含著統一的規律性，研究這種規律性，建立不同尺度之間的轉換關系，不僅可以加深對水文過程的認識，還可以解決水文信息由有資料地區向無資料地區、由某一尺度下向另一尺度的移用問題。為此，研究水文尺度問題具有重要的理論意義和實用價值。

目前，對水文尺度問題的研究眾多，如年最大洪峰的尺度分析，降雨強度的尺度分析，徑流量的尺度分析等。

但值得注意的是上述大多是針對水文變量的尺度問題進行研究，少有對水文模型參數空間尺度效應的研究。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種水文模型參數空間尺度效應分析方法，通過在水文一致性區內建立模型參數與流域面積的定量關系，確定水文模型參數是否隨空間尺度變化具有標度不變性，解決水文模型參數空間尺度效應分析方法難題，克服目前少有對水文模型參數空間尺度效應進行分析的不足。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案。

一種水文模型參數空間尺度效應分析方法，所述方法包括如下步驟：

選擇研究區域，在研究區域中挑選研究子流域；

收集整理所述子流域DEM數據(數字高程模型)及水文氣象資料，選擇流域水文模型，率定各子流域模型參數；

計算各子流域模型參數的方差，并根據方差選出空間敏感參數；

繪制所述空間敏感參數與流域面積的關系曲線：

式中θ₀是面積最小子流域的空間敏感參數，F₀是對應的流域面積，θ_i是各子流域的空間敏感參數，對應流域面積F_i；

根據繪制的關系曲線上離散點特征，選擇合適的線型，采用經驗統計法找出空間敏感參數與流域面積之間的定量關系：

根據空間敏感參數與流域面積的定量關系判斷空間敏感參數是否隨空間尺度變化具有標度不變性。

進一步的，所述子流域空間尺度不同且空間分布上具有嵌套關系。

所述嵌套關系為面積較大流域集水區包含比其小的流域集水區且它們共享部分下墊面。

進一步的，所述水文氣象資料包括降雨、蒸發和流量；

所述模型參數包括蒸散發計算模型參數、產流計算模型參數、水源劃分模型參數和匯流計算模型參數。