[发明专利]一种降雨径流模型参数优化方法

权利要求书

1.一种降雨径流模型参数优化方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：

a)计算降雨径流模型，得到集水区的计算出流量，同时获取降雨过程集水区的观测出流量；

b)建立目标函数，在所述目标函数中引入降雨径流模型的计算得到的计算出流量与观测得到的观测出流量；

所述目标函数通过如下任一方式建立：

(1)定义效率系数CE，其中，n为观测数据的个数，为第i时刻的观测出流量，为第i时刻的计算出流量，为观测出流量的平均值；

建立目标函数f(x)＝min|1-CE|，其中，x为降雨径流模型的参数；

(2)定义相关系数COR，其中，n为观测数据的个数，为第i时刻的观测出流量，为第i时刻的计算出流量，为观测出流量的平均值，为计算出流量的平均值；

建立目标函数f(x)＝min|1-COR|，其中，x为降雨径流模型的参数；

(3)定义加权系数WNSE，其中n为观测数据的个数，为第i时刻的观测出流量，为第i时刻的计算出流量，为观测出流量的平均值；

建立目标函数f(x)＝min(WMSE)，其中，x为降雨径流模型的参数；

c)求解步骤b)中目标函数，优化调整降雨径流模型的参数；

所述目标函数通过如下方法求解：

对目标函数采用差分法计算梯度：

其中，x，x₁，…，x_m为降雨径流模型的参数，m为降雨径流模型的参数的个数；利用梯度作为参数优化的参考方向，修正参数；

当大于预设阈值时，则将对应的参数x作为优化调整后的降雨径流模型的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算降雨径流模型包括计算降雨径流模型得到地下水出流量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算降雨径流模型得到地下水出流量包括：

a1)降雨径流模型中引入地下水储蓄量参数；

a2)读取降雨时间序列表和地表水线性水库系数K、地下水线性水库系数K_gw、初始入渗率f₀，长期入渗率f_c，衰减系数K_f；

a3)计算降雨入渗量和地下水储蓄量，通过水文平衡方程差分处理后，更新降雨入渗量和地下径流量，

a4)判断集水区的降雨入渗量和地下径流量是否更新完成，若是，则将更新后的地下水径流量作为地下水出流量，若否，则返回步骤a3)重复计算降雨入渗量和地下水储蓄量，及更新降雨入渗量和地下径流量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算降雨入渗量包括如下方法：

计算降雨入渗率式中，f为降雨入渗率，f₀为初始入渗率，f_c为长期入渗率，K_f为衰减系数，S_b为地下水储蓄量；

将计算得到的降雨入渗率与集水区降雨量比较后，取较小值乘以集水区面积得到降雨入渗量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，地下水储蓄量通过如下方法计算：

S_b＝K_gwQ_b，式中，S_b为地下水储蓄量，Q_b为地下水径流量，K_gw为地下水线性水库系数。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水文平衡方程经差分处理后，得到线性水库模型Q_t＝af_t+bf_t-1+cQ_t-1，

其中，f_t、f_t-1分别为t及t-1时刻的实际降雨入渗流量，Q_t、Q_t-1分别为t及t-1时刻的地下径流量，a、b、c为系数，并分别满足：其中，K_gw为线性水库系数。