[發明專利]基于氣象水文觀測數據的水庫有效面雨量計算方法及系統有效
| 申請號： | 202010917404.2 | 申請日： | 2020-09-03 |
| 公開（公告）號： | CN111913239B | 公開（公告）日： | 2021-12-21 |
| 發明（設計）人： | 孔祥波;廖波;肖鵬;唐延婧;醋院科;夏曉玲;李澤宏;張啟陽;宋萬禮;湯永娟;銀慶譞 | 申請（專利權）人： | 貴州黔源電力股份有限公司;貴州新氣象科技有限責任公司 |
| 主分類號： | G01W1/14 | 分類號： | G01W1/14 |
| 代理公司： | 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224 | 代理人： | 王方超 |
| 地址： | 550002 貴州省*** | 國省代碼： | 貴州;52 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 氣象 水文 觀測 數據 水庫 有效 雨量 計算方法 系統 | ||
1.基于氣象水文觀測數據的水庫有效面雨量計算方法，其特征在于，包括如下步驟：
水庫流域Gis信息收集步驟；氣象、水文觀測資料收集步驟；利用泰森多邊形法計算面雨量；利用泰森多邊形法計算流域面蒸發量；利用泰森多邊形法計算流域面土壤含水量的日變化量；有效面雨量計算步驟；所述水庫流域Gis信息收集步驟包括：收集流域范圍信息、氣象及水文部門雨量站經緯度信息、蒸發量測站經緯度信息和土壤水分測站經緯度信息；
所述氣象、水文觀測資料收集步驟包括：
收集流域范圍內所有雨量測站的雨量P＝{P1，P2，P3……Pk}其中k為有數據的雨量測站的個數；
收集蒸發量測站的蒸發量E＝{E1，E2，E3……EK}其中k為有數據的蒸發量測站的個數；
收集土壤濕度站土壤含水量日值W＝{W1，W2，W3……WK}其中k為有數據的土壤濕度站的個數；
收集水庫入庫流量V；
所述利用泰森多邊形法計算面雨量包括：在圖上把各雨量測站就近用直線連接成三角形，構成互相毗鄰的三角形網，然后對每個三角形的各邊作垂直平分線，將這些垂直平分線連接成若干個多邊形，但要使每個多邊形內只含有一個雨量測站，再用流域邊界對所有多邊形進行切割；假定每個雨量測站的控制面積等于此多邊形的面積；
所述利用泰森多邊形法計算面雨量還包括：流域的面雨量為各個雨量測站的雨量乘以各自的控制面積的總和除以流域的總面積，用數學關系式表示為：
式中：為面平均降雨量(mm)；P1,P2,…,Pn為各雨量測站同期的降水量；ω1,ω2,…,ωn為各雨量測站控制面積與總面積的比值，即各雨量測站的權重系數；
所述利用泰森多邊形法計算流域面蒸發量包括：
用數學關系式表示為：
式中：為流域面平均蒸發量(mm)；E1,E2,…,En為蒸發量測站同期的蒸發量；ω1,ω2,…,ωn為各蒸發量測站控制面積與總面積的比值，即各蒸發量測站的權重系數；
所述利用泰森多邊形法計算流域面土壤含水量的日變化量包括：
用數學關系式表示為：
式中：為流域面平均土壤含水量的日變化量(mm)；ΔW1,ΔW2,…,ΔWn為土壤濕度測站當日土壤含水量與前一日土壤含水量的差值；ω1,ω2,…,ωn為各土壤濕度測站控制面積與總面積的比值，即各土壤濕度測站的權重系數；
所述有效面雨量計算步驟包括：
有效面雨量等于面雨量減蒸發量和土壤含水量的變化量，用數學關系式表示為：
式中：為流域有效面雨量(mm)；為流域面雨量，為流域面蒸發量，為流域面土壤含水量與前一日土壤含水量的差值。
2.基于氣象水文觀測數據的水庫有效面雨量計算系統，其特征在于，包括：
水庫流域Gis信息收集模塊，用于執行：收集流域范圍信息、氣象及水文部門雨量測站經緯度信息、蒸發量測站經緯度信息和土壤水分測站經緯度信息；
氣象、水文觀測資料收集模塊，用于執行：收集流域范圍內所有雨量測站的雨量P＝{P1，P2，P3……Pk}其中k為有數據的雨量測站的個數；
收集蒸發量測站的蒸發量E＝{E1，E2，E3……EK}其中k為有數據的蒸發量測站的個數；
收集土壤濕度站土壤含水量日值W＝{W1，W2，W3……WK}其中k為有數據的土壤濕度站的個數；
收集水庫入庫流量V；
面雨量計算模塊，用于執行：利用泰森多邊形法計算面雨量；流域面蒸發量計算模塊，用于執行：利用泰森多邊形法計算流域面蒸發量；
所述利用泰森多邊形法計算流域面蒸發量包括：
用數學關系式表示為：
式中：為流域面平均蒸發量(mm)；E1,E2,…,En為蒸發量測站同期的蒸發量；ω1,ω2,…,ωn為各蒸發量測站控制面積與總面積的比值，即各蒸發量測站的權重系數；
日變化量計算模塊，用于執行：利用泰森多邊形法計算流域面土壤含水量的日變化量；
所述利用泰森多邊形法計算流域面土壤含水量的日變化量包括：
用數學關系式表示為：
式中：為流域面平均土壤含水量的日變化量(mm)；ΔW1,ΔW2,…,ΔWn為土壤濕度測站當日土壤含水量與前一日土壤含水量的差值；ω1,ω2,…,ωn為各土壤濕度測站控制面積與總面積的比值，即各土壤濕度測站的權重系數；
有效面雨量計算模塊，用于執行：有效面雨量計算；
所述有效面雨量計算步驟包括：
有效面雨量等于面雨量減蒸發量和土壤含水量的變化量，用數學關系式表示為：
式中：為流域有效面雨量(mm)；為流域面雨量，為流域面蒸發量，為流域面土壤含水量與前一日土壤含水量的差值；
所述面雨量計算模塊包括：在圖上把各雨量測站就近用直線連接成三角形，構成互相毗鄰的三角形網，然后對每個三角形的各邊作垂直平分線，將這些垂直平分線連接成若干個多邊形，但要使每個多邊形內只含有一個雨量測站，再用流域邊界對所有多邊形進行切割；假定每個雨量測站的控制面積等于此多邊形的面積，則該流域的面雨量為各個雨量測站的雨量乘以各自的控制面積的總和除以流域的總面積，用數學關系式表示為：
式中：為面平均降雨量(mm)；P1,P2,…,Pn為各雨量測站同期的降水量；ω1,ω2,…,ωn為各雨量測站控制面積與總面積的比值，即各雨量測站的權重系數。
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