[發明專利]基于TOPMODEL模型的改進模型、區域徑流和洪水風險設計的方法

有效

• 申請號: 202011461625.X
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112464493B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 楊開斌;夏建榮;劉陽容;盧鵬;韓兵;周鵬程
• 申請（專利權）人: 中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司;水電水利規劃設計總院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 昆明盛鼎宏圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53203
• 代理人: 閆紅燁

一種基于TOPMODEL模型的改進方法，涉及水循環模擬及水文設計領域，其在目前TOPMODEL模型的基礎上通過構建加入集成不同資料需求的潛在蒸散發計算、單位線地表匯流等機制，彌補了目前TOPMODEL模型嚴重依賴蒸發皿觀測數據、匯流計算難以反映河網調蓄作用等問題，改進后的模型較目前的TOPMODEL模型，提高了缺資料地區流量資料反演的適用性及反演精度。一種區域徑流和洪水風險設計的方法，其采用上述改進方法計算。可為缺資料地區設計斷面徑流、洪水設計及分析決策提供有力的理論與技術支撐。

技術領域

本發明涉及水循環模擬及水文設計領域，具體而言，涉及基于TOPMODEL模型的改進模型以及區域徑流和洪水風險設計的方法。

背景技術

TOPMODEL模型由于結合了概念性水文模型及分布式水文模型的特點，相比其他流域水文模型具有顯著的特征：①基于一定物理機制，但結構上較為精煉不過于復雜；②對數據種類要求較少，輸入數據較容易準備；③模型參數不多，參數優選方便；④應用十分廣泛，效果普遍檢驗較好。因為有上述特征，TOPMODEL模型被廣泛應用于流域水文循環模擬等相關研究及業務中。

缺資料地區流量資料反演雖屬流域水文循環模擬研究的范疇，但根據模型理論及結構分析，目前TOPMODEL模型應用于缺資料地區流量資料反演存在以下三方面的缺陷：①在缺資料地區往往缺少或甚至無蒸發皿觀測資料，而目前模型由于缺少潛在蒸散發計算機制，嚴重依賴蒸發皿觀測資料，導致模型難以應用。②缺少融雪徑流計算機制，反演高寒高海拔流域的流量時精度不高。③目前模型匯流算法采用的是等流時線法，無法充分反映流域的調蓄作用，無法分地表、地下水兩種水源分別進行匯流計算，匯流計算精度不高。以上缺陷，導致TOPMODEL模型應用于缺資料地區流量資料反演研究的應用效果不佳、甚至難以應用。

縱向應用外延來看，缺資料地區流量資料反演的最直接應用是進行設計斷面徑流、洪水設計。隨著計算機、遙感、水文等專業技術發展，目前流域水文模型在此方面應用越來越多，但相關應用均依據確定性設計的思路，得到的是確定性的徑流、洪水設計成果，無法充分評估成果由于資料、模型、參數等因素存在不確定性所帶來的風險，給工程設計帶來決策上的困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于TOPMODEL模型的改進模型，其設計科學合理，對傳統的TOPMODEL模型進行了優化，提高了缺資料地區流量資料反演的適用性及反演精度。

本發明的另一目的在于提供一種區域徑流和洪水風險設計的方法，其基于上述改進模型，可為缺資料地區設計斷面徑流、洪水設計及分析決策提供有力的理論與技術支撐。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種基于TOPMODEL模型的改進模型，其包括：

根據采集到的環境參數，匹配對應的潛在蒸散發量計算公式，計算潛在蒸散發量，并應用到TOPMODEL模型中。

一種區域徑流和洪水風險設計的方法，其采用上述改進模型計算。

本發明實施例的有益效果是：

本發明實施例提供了一種基于TOPMODEL模型的改進模型，其在目前TOPMODEL模型的基礎上通過構建加入集成不同資料需求的潛在蒸散發計算機制，彌補了目前TOPMODEL模型嚴重依賴蒸發皿觀測數據的問題，改進后的模型較目前的TOPMODEL模型，提高了缺資料地區流量資料反演的適用性及反演精度。

本發明實施例還提供了一種區域徑流和洪水風險設計的方法，其采用上述改進模型計算。可為缺資料地區設計斷面徑流、洪水設計及分析決策提供有力的理論與技術支撐。

附圖說明