买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国水利水电科学研究院

摘要：本发明公开了一种村庄上游流域复合面雨量频率的计算方法，包括以下步骤：步骤1、确定村庄上游流域范围；步骤2、确定村庄上游流域的平均汇流时间；步骤3、计算村庄上游流域的逐小时面雨量；步骤4、计算村庄上游流域的复合面雨量；步骤5、计算pc样本的统计特征值；步骤6、确定pc的频率分布曲线；步骤7、计算重现期的复合面雨量。本发明所述方法提高了水文气象预报的可靠性、准确性和适应性，降低了流域气象和水文风险，同时为多样气候类型下的小流域高精度预报提供科学依据。

主权项：1.一种村庄上游流域复合面雨量频率的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、确定村庄上游流域范围：根据DEM数据确定村庄上游流域范围，并计算流域面积A；步骤2、确定村庄上游流域的平均汇流时间：根据步骤1确定的村庄上游流域范围，提取村庄上游流域的最长汇流路径平均比降J，进而确定平均汇流时间τ；步骤3、计算村庄上游流域的逐小时面雨量：收集村庄上游流域范围内的雨量站历史降雨序列数据，采用泰森多边形法计算村庄上游流域的逐小时面雨量步骤4、计算村庄上游流域的复合面雨量：根据步骤2确定的平均流域汇流时间τ以及步骤3确定的村庄上游流域逐小时面雨量计算村庄上游流域逐小时面雨量对应的前15天逐日面雨量pD-1，pD-2，…，pD-15和前τ个小时的累积面雨量ps，根据改进的前期影响雨量经验公式计算每小时的前期影响雨量pp，进而计算村庄上游流域每小时的复合面雨量pc；步骤5、计算pc样本的统计特征值：基于步骤4得到的村庄上游流域的每小时复合面雨量pc，选取每年的年最大pc值组成pc样本，计算pc样本的统计特征值；步骤6、确定pc的频率分布曲线：选取皮尔逊III型频率曲线，基于pc的统计特征值计算曲线参数，确定pc的频率分布曲线；步骤7、计算重现期的复合面雨量：根据pc的频率分布曲线，计算重现期的复合面雨量；步骤1中所述根据DEM数据确定村庄上游流域范围并计算流域面积A的具体过程为：以村庄为中心，收集村庄周边10km范围内的DEM数据，选取分辨率最大的DEM数据作为基础数据；基于基础数据，在ArcGIS软件里依次进行填洼、流向、流量、设置河网密度的操作；以村庄所在位置作为排泄点，利用水文分析里的分水岭工具画出该村庄的上游流域范围，并在ArcGIS软件里计算出流域面积A；步骤2中所述确定平均汇流时间τ的具体过程为：依据“纳什瞬时单位线中参数N和K的乘积为单位线滞时，相当于平均流域汇流时间τ”理论，采用地区经验公式推求村庄上游流域瞬时单位线的参数N和K，进而确定平均汇流时间τ＝N·K；所述纳什瞬时单位线公式为： 式中，N为线性水库的个数；K为线性水库的蓄量常数；Γ为伽马函数，ΓN＝N-1！；所述地区经验公式为： 式中，A为村庄上游流域面积；J为最长汇流路径平均比降；I为降雨强度；步骤3中所述收集村庄上游流域范围内的雨量站历史降雨序列数据具体为收集和识别出村庄上游流域范围内的所有雨量站编码，根据编码从数据库中提取出这些雨量站的历史降雨序列数据，对提取的雨量站数据进行筛查，去除无资料的站点和数据异常的站点，得到筛选后的站点信息，设为n个站点；所述采用泰森多边形法计算村庄上游流域的逐小时面雨量的具体过程为：在ArcGIS软件中，根据筛选后得到的n个站点信息创建n个泰森多边形，由软件自动识别出各个多边形面积，基于泰森多边形法计算村庄上游流域逐小时面雨量，计算公式为： 式中，为村庄上游流域逐小时面雨量；pi和ai分别为第i个泰森多边形内雨量站的实测雨量和第i个泰森多边形的面积，i＝1，2，…，n；A为村庄上游流域面积；步骤4中所述根据改进的前期影响雨量经验公式计算每小时的前期影响雨量pp，进而计算村庄上游流域每小时的复合面雨量pc的具体过程为：对于D日H时的面雨量，其对应的前15天逐日面雨量pD-1，pD-2，…，pD-15即为D-1，D-2，…，D-15日的日面雨量；前τ个小时的累积面雨量ps即为H-1，H-2，…，H-τ共τ个小时的面雨量之和；根据H时面雨量对应的前15天逐日面雨量pD-1，pD-2，…，pD-15，由式4所示的经验公式计算得到H时的前期影响雨量： 式中，pp为前期影响雨量；k为前期降雨影响系数；Em为流域蒸发能力，Wm为流域土壤蓄水容量；基于流域每日潜在蒸散发量改进k的经验公式：收集村庄上游流域的净辐射、湿度、风速、温度逐日数据，利用PM公式计算D-1，D-2，…，D-15日的每日潜在蒸散发量ETo,D-i，并确定出最大潜在蒸散发量ETomax＝maxETo,D-1,ETo,D-2,…,ETo,D-15，表示流域在D-1，D-2，…，D-15日内的蒸发能力Em；所述PM公式为： 式中，ETo为潜在蒸散发量；Rn为地面净辐射；G为土壤热通量；γ为干湿计常数；T为日平均温度；U2为2m高度处风速；es为饱和水汽压；ea为实际水汽压；Δ为水汽压曲线斜率；则改进前期降雨影响系数k的经验公式为： 将公式6代入公式4，得到改进的前期影响雨量经验公式为： 计算村庄上游流域每小时的复合面雨量pc为：pc＝pp×ps8式中，pc为村庄上游流域每小时的复合面雨量；pp为前期影响雨量；ps为前τ个小时的累积面雨量；步骤6中所述曲线参数包括曲线形状参数、曲线尺度参数以及曲线位置参数，计算公式分别为： 式中，a0为曲线形状参数；α为曲线尺度参数；β为曲线位置参数；所述pc的频率分布曲线为： 式中，Px为X≥x的频率；Γ为伽马函数，Γα＝α-1！；步骤7中所述计算重现期的复合面雨量具体为：根据重现期对应的频率即1重现期和偏态系数Cs查水文Φ值表，获得标准化的皮尔逊III型变量Φp，进而计算重现期的复合面雨量xp，计算公式为：xp＝Ex1+CvΦp17式中，xp为重现期的复合面雨量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国水利水电科学研究院 一种村庄上游流域复合面雨量频率的计算方法