[發明專利]一種考慮枯落物的流域水文模擬方法

在審

• 申請號: 202210901446.6
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115169149A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 劉姍姍;聶漢江;呂錫芝;秦天玲;嚴昇;田子昊
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G01B21/30;G01N5/02;G01D21/02;G06F113/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 劉方正

本發明提供了一種考慮枯落物的流域水文模擬方法，屬于生態水文模擬技術領域，本發明構建了枯落物特征與遙感數據的參數集、枯落物特征與截持水特性方程、枯落物特征與地表糙度的修正方程，提供了通過遙感數據得到枯落物水文特征的方法；本發明提供了一種在流域水文模型中增加枯落物截持降水、延滯坡面匯流作用的方法，完善了流域水文模型的物理機制，且該方法可運用于所有流域尺度的水文模型中。本發明彌補了現有水文模型在進行水文過程模擬時未考慮枯落物層調節作用的實際問題。

技術領域

本發明屬于生態水文模擬技術領域，尤其涉及一種考慮枯落物的流域水文模擬方法。

背景技術

森林區域由于植被樹枝、樹葉等的凋落，會在地面形成枯落物層。通過文獻調研發現，枯落物具有一定的截持降水的作用，這一截留量最大可占年降雨量的20％左右，對坡面產流過程產生影響；與此同時，枯落物層覆蓋在土壤表面，改變了地表糙度，對坡面匯流產生影響；而通過對現有流域流域水文模型的調研發現，所有模型中都沒有考慮枯落物對坡面產匯流過程的影響。并且從文獻調研來看，枯落物的蓄積量在不同區域的陸地生態系統中不同。而枯落物蓄積量的增加將進一步導致其對流域產匯流過程的影響增大，這重點體現在枯落物截持降雨作用的增加，以及地表糙度增加導致的延滯降雨作用的增強，因此，構建一種考慮枯落物的流域水文模擬方法將顯得尤為重要。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種考慮枯落物的流域水文模擬方法，解決了現有流域水文模型沒有考慮枯落物對坡面產匯流過程的調節作用的問題。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

本方案提供一種考慮枯落物的流域水文模擬方法，包括以下步驟：

S1、構建枯落物水文特征數據集；

S2、根據枯落物水文特征數據集，利用流域水文模型對流域水文進行模擬。

本發明的有益效果是：本發明通過構建枯落物特征與遙感數據之間的關系，形成了數據集、方程等，在流域水文模型中增加了相關遙感數據的輸入和方程，將為識別流域洪水過程的非線性變化提供理論和技術支撐，為森林區域防洪預警工作做出貢獻。

進一步地，所述步驟S1包括以下步驟：

S101、構建枯落物特征與植被覆蓋類型、覆蓋度以及葉面積指數的參數集；

S102、采集具有不同特征的枯落物，并構建不同枯落物截持水特性方程IL；

S103、利用鏈條法測量地表糙度，并構建不同枯落物對地表糙度的影響方程r_s；

S104、根據參數集、不同枯落物截持水特性方程IL和影響方程r_s，完成對枯落物水文特征數據集的構建。

上述進一步方案的有益效果是：本發明構建的枯落物水文特征數據集可用于不同區域枯落物截持水特性及其對地表糙度的影響分析，可根據遙感數據(植被覆蓋類型、覆蓋度以及葉面積指數)調用相應的方程，普適性、推廣性強。

再進一步地，所述步驟S102包括以下步驟：

S1021、采集具有不同特征的枯落物，并測量其厚度、蓄積量、容重和初始含水量；

S1022、根據測量的結果，將具有不同特征的枯落物裝入枯落物框，置于初始采集的地方，觀測不同場次降雨枯落物的重量變化，得到截持水量；

S1023、基于得到的截持水量，向枯落物上淋水，待枯落物重量不再變化后，稱重獲取枯落物最大截持水量；

S1024、根據枯落物最大截持水量，通過原位觀測實驗，建立枯落物特征與吸持水量的擬合關系，得到不同枯落物截持水特性方程IL。