技术领域
[0001] 本发明属于水文模型领域，尤其涉及适用于珠江流域的考虑土壤湿度变化的CN值修正方法。
相关背景技术
[0002] 在水文模拟中，SCS模型常嵌套于其他水文模型作为模拟地表径流的产流模块,其引入径流曲线数CN概化流域产流能力。传统的SCS‑CN方法是基于美国自然条件下所得的经验模型，直接使用到我国研究区域将产生较大误差。此外在模拟不同情景的降雨‑径流时，由于下垫面条件的差异，模拟精度难以保证，需要进行参数的修正。因此需要选取一个能够反映实际模拟情景特征值来对SCS模型进行改进，目前多数研究从前期降雨量方面进行优化，但和实际土壤湿度仍有一定误差。
具体实施方式
[0036] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0037] 需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0038] 本实施例提出了一种通过引入土壤含水量遥感反演数据来修正模型参数，以提高模型在不同水文条件下模拟精度的方法。分别对珠江流域的东江和北江流域进行多组台风数据进行率定，得到每场台风下的CN修正系数α；基于土壤含水量遥感反演数据，提取每场台风来临前5天的土壤含水量起涨值W；通过拟合方法确定东江和北江各自的CN修正系数和土壤含水量起涨值W的回归关系α‑W；将拟合的α‑W回归关系应用于4组台风降雨‑径流模拟，验证其模拟精度。
[0039] 如图1所示，本实施例提出的适用于珠江流域的考虑土壤湿度变化的CN值修正方法，包括：
[0040] 对珠江流域的若干组台风数据进行率定，获取每场台风下的CN修正系数；
[0041] 具体的，在本实施例中，基于现有的土壤类型数据和土地分类数据，计算正常土壤湿润程度下的径流曲线数初始值；
[0042] 其中计算径流曲线数初始值的方法包括：
[0043] 基于土壤和土地分类数据建立流域内地表覆盖和水文土壤分组，最后结合径流曲线数表计算流域内径流曲线数分布。对栅格网点建立泰森多边形求得各网格数据的权重，通过面积加权法求得各流域的径流曲线数复合值，将其作为初始值代入之后的率定过程。
[0044] 基于现有的降雨时序数据、逐日径流数据，对每场台风进行率定，得到各场台风的率定径流曲线数；
[0045] 基于各台风的径流曲线数初始值和率定值，得到各场台风的率定径流曲线数修正系数。
[0046] 基于土壤含水量遥感反演数据，获取每场台风来临前的土壤含水量起涨值；
[0047] 构建CN修正系数和土壤含水量起涨值之间的回归关系模型；
[0048] 基于回归关系模型，对CN修正系数进行验证。
[0049] 进一步地，基于回归关系模型，对CN修正系数进行验证包括：
[0050] 选取验证期内台风，基于土壤类型和土地利用分类数据求得各子流域的正常土壤湿润程度下的径流曲线数初始值；
[0051] 基于各子流域的正常土壤湿润程度下的径流曲线数初始值，结合回归关系模型，获取CN修正值，进行径流模拟精度评定；
[0052] 根据预设公式计算不同土壤湿润程度下的CN值，将不同种CN值用于径流模拟，并和CN修正值模拟结果作对比。
[0053] 下面具体说明本实施例的实施步骤；
[0054] 步骤一：确定流域径流曲线数初始值CN2；
[0055] 基于现有的土壤类型数据和土地分类数据，分别计算正常土壤湿润程度(AMCII)下北江和东江流域的径流曲线数初始值CN2；
[0056]
[0057] CN1、CN2和CN3分别为AMCI干旱、AMCII正常、AMCIII湿润三种土壤湿润程度下的径流曲线数。
[0058] 参数CN是SCS模型中反映下垫面条件的定量化指标。美国水土保持局制作了不同土壤水文分组(HSG)、覆盖类型、土地耕种类型、水文条件、前期径流条件(ARC)以及流域不同水面积等因素的曲线数的估算值(CN表)。
[0059] 基于土壤和土地分类数据建立地表覆盖和水文土壤分组，最后结合CN表计算流域内CN2数据。建立泰森多边形求得各网格数据的权重，通过面积加权法求得各子流域的CN2复合值。
[0060]
[0061] 其中，i为子流域中的网格点序号，j为子流域序号，P为网格点占子流域的面积比。通过单元格CN2(i)复合计算得到子流域的CN2(j)，叫复合值。
[0062] 之后的模型率定需要初始值，因此将径流曲线数复合值CN2(j)作为各子流域径流曲线数初始值CN2进行率定。
[0063] 步骤二：各台风下的径流曲线数率定值
[0064] 基于现有的GPM降雨时序数据、逐日径流数据，对率定组台风进行模拟，得到各场台风的率定参数
[0065] 步骤三：各台风下的径流曲线数修正系数αi；
[0066] 基于各台风的CN初始值CN2和率定值 得到各场台风的CN2修正系数αi；
[0067]
[0068] i为每场台风的序号， 为率定后的径流曲线数。
[0069] 步骤四：各台风下的前期土壤含水量起涨值Wi；
[0070] 基于土壤含水量遥感反演数据，得到各台风影响前5天内的土壤含水量起涨值Wi；
[0071] 步骤五：CN2修正系数和土壤含水量起涨值关系拟合α‑W；
[0072] 基于流域内各台风的修正系数αi和土壤含水量起涨值Wi，建立两者的回归关系α‑W；
[0073] α＝f(W)＝C1×W+C2(5)
[0074] 其中，α＝f(W)为CN修正系数和土壤含水量起涨值之间的线性回归关系。
[0075] 步骤六：CN2修正方法验证
[0076] 选取验证期内台风，基于土壤类型和土地利用分类数据求得各子流域CN2值，结合α‑W拟合关系求得CN修正值进行径流模拟精度评定。最后依据式(1)计算三种土壤湿润程度下的CN值，将三种值用于径流模拟并和CN修正值模拟结果作对比。
[0077] CN修正＝CN2×f(W)(6)
[0078] 本实施例是基于SCS模型，针对不同降雨情景，通过引入土壤含水量遥感反演数据，建立参数同下垫面特征值的回归关系，对产流模块参数CN进行修正的方法。
[0079] 以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
