[发明专利]基于分布式水文模型的室内水文实验模型比例尺确定方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式水文模型的室内水文实验模型比例尺确定方法，其包括获取模型流域的水平比例尺；将室外研究流域的出口流量转化为模型流域的目标出口流量，并随机选取一个模型流域的垂直比例尺；将研究流域的水平比例尺、垂直比例尺下、水文参数和地形参数导入WEP‑L模型中；采用WEP‑L模型计算模型流域的理论出口流量；采用Nash‑Sutcliffe效率、相关系数和相对误差三个评价指标判断理论出口流量是否大于目标出口流量；若大于，则令并返回步骤S3，K₂为垂直比例尺；若小于，则令并返回步骤S3，K₂为垂直比例尺；否则，输出水平比例尺和当前的垂直比例尺。

技术领域

本发明涉及本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及基于分布式水文模型的室内水文实验模型比例尺确定方法。

背景技术

区域水文过程试验是当前水文试验研究的主要发展方向之一。然而由于区域水文过程涉及的空间较大，观测要素较多，造成利用实际流域开展观测试验的人力、物力和时间成本等均非常高。比如按照规范要求，修建水库、河道取水等，所需要的水文资料要不小于30年。因此，在保证科学性的前提下提升区域水文过程试验的效率是开展区域水文过程试验的关键问题之一。利用室内降雨实验，建立物理试验模型是有效提升试验效率，保证试验科学性的有效手段之一。然而，目前建立科学的水文物理模型的具体方法还不多见。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于分布式水文模型的室内水文实验模型比例尺确定方法能够通过选取的垂直比例尺计算的流量与目标出口流量对选取的垂直比例尺进行修正。从而形成一种科学的水文物理模型建立方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于分布式水文模型的室内水文实验模型比例尺确定方法，其包括：

S1、获取研究流域的矢量信息，并将室内自定义坐标的矢量文件与研究流域的边界矢量文件进行匹配，得到模型流域的水平比例尺；

S2、根据室内试验场地的流量限制，将室外研究流域的出口流量转化为模型流域的目标出口流量，并随机选取一个模型流域的垂直比例尺；

S3、将研究流域的水平比例尺、垂直比例尺下、水文参数和地形参数导入WEP-L模型中；

S4、采用WEP-L模型计算模型流域的理论出口流量；

S5、根据理论出口流量、目标出口流量和目标流量过程线的平均值，采用Nash-Sutcliffe效率、相关系数和相对误差三个评价指标判断理论出口流量是否大于目标出口流量；

若大于，则令并返回步骤S3，K₂为垂直比例尺；

若小于，则令并返回步骤S3，K₂为垂直比例尺；

否则，输出水平比例尺和当前的垂直比例尺。

进一步地，所述Nash-Sutcliffe效率的计算公式为：

所述相关系数的计算公式为：

所述相对误差的计算公式为：

其中，Q′_理为理论出口流量；Q′为目标出口流量；为目标流量过程线的平均值；Nash为Nash-Sutcliffe效率系数；r为相关系数；n为系列的样本数。

进一步地，步骤S5的具体判断方法包括：