[发明专利]一种考虑最大洼地储流深概率分布的产流计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑最大洼地储流深概率分布的产流计算方法，涉及水文模型参数设置领域；该方法在考虑了最大洼地储流深这一参数的不确定性后，假设同种下垫面洼地储流深在一定范围内呈现某种概率分布，使改进后的产流模型可以有效地解决在流域产流模型在洼地储流量较小时计算单元无法产流的问题，并让模型的机理更加接近实际的产流过程，为流域水文模型的机理研究和参数设置研究提供了一种新的思路。

技术领域

本发明涉及水文模型参数设置领域，尤其涉及一种考虑最大洼地储流深概率分布的产流计算方法。

背景技术

影响流域径流产生的主要因素可以概括为5种：降雨、地表覆盖、地形特征、土壤类型以及人类活动。根据径流来源可以将流域径流划分成地表径流、壤中流以及地下径流三种类型。

在地表产流过程的模拟中，最大洼地储流深hssm是其中的一个重要参数，它决定着地表蓄水的能力，且该参数在计算单元内的不确定性较大，在考虑蒸发、下渗、净雨量(含融雪)、初始洼地储流深等因素的影响，在一次降水过程之后，在计算产流过程之前，其时段末的洼地储流深计算结果如下：

Hss＝HSS₀+PIN_S-EPs-Q₀

式中：Hss为时段末在计算产流过程之前的洼地储流深、HSS₀为时段初洼地储流、PIN_S为净雨量，EP_S为土壤蒸发量，Q₀为入渗能力。

在常规的产流模型中，我们通常在同一个计算单元内的同种下垫面的最大洼地储流深hssm通常当作一个确定的常数进行取值。在一次降水过后，洼地的产流情况通常分为两种情形：

(1)当降水过程结束后，洼地储流深不大于最大洼地储流深hssm时。所降水量除蒸发和下渗以外，全部储存在洼地中，本次降水过程不产流。

(2)当降水过程结束后，洼地储流深大于最大洼地储流深hssm时。我们认为此时土壤基本处于饱和状态，洼地储流蒸发量等于其蒸发能力，此时洼地产流量r＝hss-hssm，产流过程结束后洼地储流深hss1＝hss-r。

在常规的产流模型中，最大洼地储流深hssm在同种下垫面下通常取其平均值作为其参考值，即认为同种下垫面的最大洼地储流深是一定的，这也造成了洼地储流量小于最大洼地储流深时，计算单元不产流。而在实际的流域产流过程中，流域内部最大洼地储流深受地形同种下垫面的最大洼地储流深不确定性很大，即使流域的平均洼地储流量较小时，部分区域的产流过程也会同时发生，从而影响最终的产流模型模拟过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在土壤水热耦合模拟中确定底层温度边界的方法，考虑最大洼地储流深的不确定性，假设同种下垫面洼地储流深是不确定的，且在一定范围内呈现某种概率分布，据此改进产流模型并计算其产流量，并给其他的水文模型产流过程中的参数设置提供一种新的思路，解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在考虑最大洼地储流深概率分布下产流计算，包括如下步骤：

S1，假设某个产流计算单元有若干洼地，这些洼地的最大储流深呈某种概率分布，其均值为hssm；

S2，对于某个特定的计算单元，在单位时段内的一次降水过程之后，在产流过程之前计算该计算单元内的平均洼地储流量hss；

S3，当平均洼地储流量小于最大洼地储流深的下限值时，计算单元不产流；当平均洼地储流量大于最大洼地储流深的上限值时，无需考虑其概率分布，计算单元产流量为hss-hssm；

S4，当平均洼地储流量大于最大洼地储流深的下限值和上限值之间时，考虑最大洼地储流深成某种概率分布，用矩形法分段累加计算此时的产流量。