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申请/专利权人：青海省水文水资源测报中心;青海大学

摘要：本发明公开了一种干旱山区流域山洪的预报方法，应用于洪水预报方法技术领域。包括：收集和整理研究区域的降水、流量、气象、下垫面和地理信息数据；根据地理信息数据提取流域水系，利用类型分析并划分流域网格；根据各流域网格的气象数据以及下垫面特征，确定每个流域网格的产汇流过程参数以及流域网格间的汇流过程参数，建立基于物理机理的分布式水文模型；将历史实测山洪数据输入水文模型中率定水文模型参数；使用历史典型山洪过程考核水文模型精度，分为不同降雨输入，计算洪峰流量相对误差、洪峰时间误差、确定性系数，评估水文模型的精度。本发明能够综合考虑地形和土壤属性对水文的影响，能更好的适应干旱区山洪预报的要求。

主权项：1.一种干旱山区流域山洪的预报方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、收集和整理研究区域的降水、流量、气象、下垫面和地理信息数据；S2、根据地理信息数据提取流域水系，综合考虑流域水系、坡向和土地，利用类型分析并划分流域网格；S3、根据各流域网格的气象数据以及下垫面特征，确定每个流域网格的产汇流过程参数以及流域网格间的汇流过程参数，建立基于物理机理的分布式水文模型；S4、将历史实测山洪数据输入水文模型中率定水文模型参数；S5、使用历史典型山洪过程考核水文模型精度，分为不同降雨输入，计算洪峰流量相对误差REQ、洪峰时间误差TP、确定性系数DC，评估水文模型的精度；S3具体为：S31、根据流域土地利用数据与气象数据，计算流域植被截留量与蒸散发量，在降雨中减去这部分降雨损失，获得流域净雨；S32、在入渗过程中，对于积水入渗的情况，考虑不同坡度网格在不同雨强下的产流；根据土壤质地与土壤水文特性，确定不同坡面网格与河道网格的GREEN-AMPT产流参数；S33、根据产流参数获得网格内开始积水时间，将入渗过程分为积水入渗、混合入渗与自由入渗，在三种入渗条件下计算网格产流量；S34、汇流过程中，考虑流域地形和降雨空间分布不均匀对坡面汇流速度的影响，使用时变流速计算公式计算汇流过程中的流速；S35、使用一维运动波模型计算坡面汇流，将网格内坡面概化为矩形，用运动波描述坡面汇流过程；S36、根据栅格间汇流演算次序，使用考虑侧向入流的马斯京根法将河道栅格的水流演算至流域出口；S32中的产流参数包括：土壤导水率K、土壤湿润峰基质吸力ψ以及土壤有效孔隙度Δθ；S33中开始积水时间的计算公式具体为： 其中，t0为时段初时间，FO为时段初入渗深度，i为网格内雨强，K为土壤导水率、ψ为土壤湿润峰基质吸力、Δθ为土壤有效孔隙度；S35的具体计算过程为： 其中，ε＝s012，m＝53，B为网格宽度，r为净雨强，x为流径长度、h为坡面水深、t为计算时段、为偏微分符号；使用MacCormark预测校正格式对运动波方程进行离散，求得坡面水深值进而得到流量值；预测步：校正步：则下一时刻水深值：hni＝0.5[hi+hci]则流量值：Q＝Bεhm其中，hp为预测步求得的坡面水深，hi为第i个断面的水深值，Δt为时间步长，hc为校正步求得的水深值，hpi-1为预测步计算的上一个断面的水深值，hni为下一时刻的水深值，Δx为空间步长、Q为流量值、r为净雨强、B为网格宽度、ε＝s012、h为坡面水深、m＝53；S36的具体计算公式为：Qt+1,i+1＝C1Qt,i+C2Qt+1,i+C3Qt,i+1+C4其中，C1、C2、C3、C4为马斯京根法演算系数、Qt+1,i+1为本断面本时段的出流m3s、Qt,i为上断面上时段的入流m3s、Qt+1,i为上断面本时段的入流m3s、Qt,i+1为本断面上时段的出流m3s；马斯京根法演算系数的计算公式为： 其中，为洪水波在河段长为Δl中的传播时间、x为马斯京根法的权重系数、q为区间侧向单宽入流、Δt为时间步长。

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