[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

本發明公開了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，該方法包括如下步驟：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。本發明充分利用氣象、水文觀測資料，提出一種基于“氣象+水文”觀測數據的水庫有效面雨量計算方法，不但能客觀量化降雨對產流的貢獻，在沒有降雨的情況下，也能客觀量化流域內蒸發及土壤含水量變化導致水分的耗損。

技術領域

本發明涉及一種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，屬于水文氣象技術領域。

背景技術

目前大多數水庫生產調度所用的面雨量是基于本部門降雨測站所計算，而有效面雨量是水庫流量預報和洪水預報的一個重要因子，本發明中有效面雨量是指考慮了蒸發量及土壤含水量變化導致的水分耗損后的流域面雨量，與一般面雨量相比，一定程度上考慮了降水的耗損，一般面雨量沒有負值，有效面雨量有負值，有效面雨量為正值時，能量化反映降雨對產流的貢獻程度，有效面雨量為負值時，表示沒有降雨或降雨的貢獻小于蒸發及土壤含水量的變化導致的水分耗損。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，充分利用氣象、水文觀測資料，提供一種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，不但能客觀量化降雨對產流的貢獻，在沒有降雨的情況下，也能客觀量化流域內蒸發及土壤含水量變化導致水分的耗損。

為解決上述技術問題，本發明提供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。

作為一種較佳的實施例，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。

作為一種較佳的實施例，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站的雨量P＝{P₁，P₂，P₃……P_k}其中k為有數據的雨量站的個數；

收集蒸發量測站的蒸發量E＝{E₁，E₂，E₃……E_K}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……W_K}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。

作為一種較佳的實施例，所述利用泰森多邊形法計算面雨量包括：在圖上把各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測站，再用流域邊界對所有多邊形進行切割；假定每個測站的控制面積等于此多邊形的面積。

作為一種較佳的實施例，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,Λ,P_n為該多邊形測站同期的降水量；ω₁,ω₂,Λ,ω_n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。