[发明专利]基于气象水文观测数据的水库有效面雨量计算方法及系统

说明书

本发明公开了基于气象水文观测数据的水库有效面雨量计算方法及系统，该方法包括如下步骤：水库流域Gis信息收集步骤；气象、水文观测资料收集步骤；利用泰森多边形法计算面雨量；利用泰森多边形法计算流域面蒸发量；利用泰森多边形法计算流域面土壤含水量的日变化量；有效面雨量计算步骤。本发明充分利用气象、水文观测资料，提出一种基于“气象+水文”观测数据的水库有效面雨量计算方法，不但能客观量化降雨对产流的贡献，在没有降雨的情况下，也能客观量化流域内蒸发及土壤含水量变化导致水分的耗损。

技术领域

本发明涉及一种基于气象水文观测数据的水库有效面雨量计算方法及系统，属于水文气象技术领域。

背景技术

目前大多数水库生产调度所用的面雨量是基于本部门降雨测站所计算，而有效面雨量是水库流量预报和洪水预报的一个重要因子，本发明中有效面雨量是指考虑了蒸发量及土壤含水量变化导致的水分耗损后的流域面雨量，与一般面雨量相比，一定程度上考虑了降水的耗损，一般面雨量没有负值，有效面雨量有负值，有效面雨量为正值时，能量化反映降雨对产流的贡献程度，有效面雨量为负值时，表示没有降雨或降雨的贡献小于蒸发及土壤含水量的变化导致的水分耗损。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，充分利用气象、水文观测资料，提供一种基于气象水文观测数据的水库有效面雨量计算方法及系统，不但能客观量化降雨对产流的贡献，在没有降雨的情况下，也能客观量化流域内蒸发及土壤含水量变化导致水分的耗损。

为解决上述技术问题，本发明提供基于气象水文观测数据的水库有效面雨量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

水库流域Gis信息收集步骤；气象、水文观测资料收集步骤；利用泰森多边形法计算面雨量；利用泰森多边形法计算流域面蒸发量；利用泰森多边形法计算流域面土壤含水量的日变化量；有效面雨量计算步骤。

作为一种较佳的实施例，所述水库流域Gis信息收集步骤包括：收集流域范围信息、气象及水文部门雨量站经纬度信息、蒸发量测站经纬度信息和土壤水分测站经纬度信息。

作为一种较佳的实施例，所述气象、水文观测资料收集步骤包括：

收集流域范围内所有雨量站的雨量P＝{P₁，P₂，P₃……P_k}其中k为有数据的雨量站的个数；

收集蒸发量测站的蒸发量E＝{E₁，E₂，E₃……E_K}其中k为有数据的蒸发量测站的个数；

收集土壤湿度站土壤含水量日值W＝{W₁，W₂，W₃……W_K}其中k为有数据的土壤湿度站的个数；

收集水库入库流量V。

作为一种较佳的实施例，所述利用泰森多边形法计算面雨量包括：在图上把各测站就近用直线连接成三角形，构成互相毗邻的三角形网，然后对每个三角形的各边作垂直平分线，将这些垂直平分线连接成若干个多边形，但要使每个多边形内只含有一个测站，再用流域边界对所有多边形进行切割；假定每个测站的控制面积等于此多边形的面积。

作为一种较佳的实施例，所述利用泰森多边形法计算面雨量还包括：流域的面雨量为各个雨量测站的雨量乘以各自的控制面积的总和除以流域的总面积，用数学关系式表示为：

式中：为面平均降雨量(mm)；P₁,P₂,Λ,P_n为该多边形测站同期的降水量；ω₁,ω₂,Λ,ω_n为各雨量测站控制面积与总面积的比值，即各雨量测站的权重系数。