本发明涉及洪水测报领域,尤其涉及一种气象水文耦合洪水测报法。
背景技术:
:洪水测报是为了预先获得洪水发生发展过程,根据洪水形成的机理与运动规律,利用气象、水文等信息预测洪水发生与变化的过程。洪水预报最终目的是提高预报精度与延长洪水预报的预见期,为防洪减灾嬴得更多的应急响应时间。随着现代遥感遥测技术、通讯技术、地理信息系统技术以及计算机技术快速发展,涉及河道洪水预报法与降雨径流预报水平己经有很大提升,但在长期洪水预报的实践中,水文工作者普遍发现中小河流的洪水预报一直依赖的现有技术手段和预报方法难以满足中小流域防洪减灾的要求。中小河流的洪水测报方案一直是一个难题,主要是集水面积小、影响因素复杂、测报时间短、洪水来得快等因素的影响。由于上述原因,中小河流的洪水测报成果很难如意,就目前通用的瞬时单位线和新安江模型,由于假设的条件和影响的参数较多,在实际操作过程中存在测报过程复杂等问题。技术实现要素:本发明旨在至少解决上述存在的问题之一,提供一种气象水文耦合洪水测报法,能够简化洪水测报流程。为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种气象水文耦合洪水测报法,包括以下步骤:s1:收集测报区水文站上游不同集水面积历史洪水场次的降水历时、洪水历时及洪峰历时历史水文数据;s2:根据步骤s1收集的历史水文数据,建立降水历时与洪水历时的线性相关关系及洪水历时与洪峰历时的线性相关关系,以获得降水历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪水历时系数;并获得洪峰历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪峰历时系数;通过集水面积、洪水历时系数和洪峰历时系数建立不同集水面积与相应洪水历时系数的对应关系和不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系;s3:获取待测报场次洪水的集水面积、洪水起涨时间、洪水起涨时水位、径流系数及洪水概化系数,并获得待测区水文站上游关于待测报场次洪水的降水历时及在该降水历时时段内形成的流域面雨量;s4:根据待测报场次洪水的集水面积,通过步骤s2中不同集水面积与相应洪水历时系数的对应关系中得到待测报场次洪水集水面积所对应的洪水历时系数,通过该洪水历时系数与步骤s3的降水历时计算获得待测报场次洪水的洪水历时;根据待测报场次洪水的集水面积,通过步骤s2中不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系中得到待测报场次洪水集水面积所对应的洪峰历时系数,通过该洪峰历时系数与待测报场次洪水的洪水历时计算获得待测报场次洪水的洪峰历时,通过洪水起涨时间及待测报场次洪水的洪峰历时获得待测报场次洪水的洪峰出现时间;s5:通过步骤s3获得的水文数据及步骤s4中的洪水历时求得待测报场次洪水的洪水总量、洪峰流量及洪峰水位。进一步地,步骤s4中,在计算洪峰历时及洪峰出现时间前,还通过洪水历时调整系数对洪水历时系数进行修正,及通过洪峰历时调整系数对洪峰历时系数进行修正。进一步地,步骤s4中,洪水历时通过以下公式计算而得:洪水历时=降水历时×洪水历时系数;洪峰历时通过以下公式计算而得:洪峰历时=洪水历时×洪峰历时系数;洪峰出现时间通过以下公式计算而得:洪峰出现时间=洪水起涨时间 洪峰历时。进一步地,步骤s5中的洪水总量为不考虑河流底水情况下的降水所产生洪水总量,其计算公式为:w洪量=f×p×k÷10,其中,w洪量为降水所产生洪水总量,f为待预报流域的集水面集,p为流域面雨量,k为径流系数。进一步地,步骤s5中洪峰流量的计算步骤包括:洪峰流量计算:这里计算的是不考虑河流底水流量的净洪水的洪峰流量,其计算公式为:q峰=5.56×w洪量×μ÷t,其中,q峰为净洪水的洪峰流量,w洪量为降水所产生洪水总量,μ为洪水概化系数,t为洪水历时;河流底水流量q底的计算:通过测报断面观测到的洪水起涨水位得出河流底水流量q底;河流实际洪峰流量的计算:将河流底水流量q底与不考虑河流底水流量的洪峰流量q峰相加得到河流的实际洪峰流量q洪峰。进一步地,所述步骤s5中,根据洪峰流量q洪峰,通过测报断面的水位~流量关系线查算出洪峰水位h洪峰。本发明还提供另一种气象水文耦合洪水测报法,包括以下步骤:s1:根据待测报场次洪水的集水面积,收集测报区水文站上游相应集水面积历史洪水场次的降水历时、洪水历时及洪峰历时历史水文数据;s2:根据步骤s1收集的历史水文数据,建立降水历时与洪水历时的线性相关关系及洪水历时与洪峰历时的线性相关关系,以获得该集水面积所对应的降水历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪水历时系数;并获得该集水面积所对应的洪峰历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪峰历时系数;s3:获取待测报场次洪水的洪水起涨时间、洪水起涨时水位、径流系数及洪水概化系数,并获得待测区水文站上游关于待测报场次洪水的降水历时及在该降水历时时段内形成的流域面雨量;s4:通过所述洪水历时系数与步骤s3的降水历时计算获得待测报场次洪水的洪水历时;通过所述洪峰历时系数与待测报场次洪水的洪水历时计算获得待测报场次洪水的洪峰历时,通过洪水起涨时间及待测报场次洪水的洪峰历时获得待测报场次洪水的洪峰出现时间;s5:通过步骤s3获得的水文数据及步骤s4的洪水历时求得待测报场次洪水的洪水总量、洪峰流量及洪峰水位。由于采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:本发明与传统的洪水测报方法相比,发现了集水面积、降水历时、洪水历时、洪峰历时之间的关系,即气象(降水)和水文的耦合关系,这种关系是流域各种因素综合作用形成的,因此通过这种关系可以大大简化计算流程,测报时,基层工作人员或远程操控人员只要获得常规观测到的降水历时、降水量、测报断面的起涨时间及流量(水位)、径流系数等就可以测报断面的洪水过程、洪峰流量(水位)和洪峰出现的时间;如果结合气象的降雨定量预报,可以提前许多时间初步测报出某一流域的洪水,具有及时、准确的效果。附图说明图1为本发明一较佳实施方式中气象水文耦合洪水测报法的流程图。图2为本发明较佳实施方式中桂林地区集水面积-洪水历时系数查算图。图3为本发明较佳实施方式中桂林地区集水面积-洪峰历时系数查算图。图4为本发明另一实施方式中气象水文耦合洪水测报法的流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域:
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1,本发明一较佳实施方式提供一种气象水文耦合洪水测报法,包括以下步骤:s1:收集测报区水文站上游不同集水面积历史洪水场次的降水历时、洪水历时及洪峰历时历史水文数据。所述历史水文数据可通过防汛抗旱信息网获得。s2:根据步骤s1收集的历史水文数据,建立降水历时与洪水历时的线性相关关系及洪水历时与洪峰历时的线性相关关系,以获得降水历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪水历时系数;并获得洪峰历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪峰历时系数;通过集水面积、洪水历时系数和洪峰历时系数建立不同集水面积与洪水历时系数的对应关系和不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系。在本实施方式中,将不同集水面积与洪水历时系数的对应关系制作成不同集水面积与洪水历时系数的查算图;将不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系制作成不同集水面积与洪水历时系数的查算图,以便于后续查算。其中,降水历时是指一次完整的降水过程的总时间;洪水历时是指一次降水所产生的洪水过程所需时间,即起涨水位到洪峰又回落到起涨水位所需要的时间;洪峰历时是指起涨水位到洪峰出现所需要的时间。经过研究发现,流域集水面积相同时,其降水历时与洪水历时、洪水历时与洪峰历时的相关性相当好,降水历时与洪水历时具有如下线性关系:洪水历时=降水历时×洪水历时系数;洪水历时与洪峰历时具有如下线性关系:洪峰历时=洪水历时×洪峰历时系数;因此,通过步骤s1收集降水历时、洪水历时及洪峰历时的历史水文数据,能够计算得到各集水面积及与其对应的洪水历时系数与洪峰历时系数,通过集水面积、洪水历时系数和洪峰历时系数建立不同集水面积与洪水历时系数的查算图和不同集水面积与相应洪峰历时系数的查算图。通过查算图后续可直接查算不同集水面积所对应的洪水历时系数与洪峰历时系数,后续无需再次计算,以方便后续使用。在本实施方式中,通过收集整理分析得到桂林地区不同集水面积与洪水历时系数的查算图和不同集水面积与相应洪峰历时系数的查算图分别如图2及图3。s3:获取待测报场次洪水的集水面积、洪水起涨时间、洪水起涨时水位、径流系数及洪水概化系数,并获得待测区水文站上游关于待测报场次洪水的降水历时及在该降水历时时段内形成的流域面雨量。其中,径流系数即产流系数,是指一次降水所产生的径流量的转换系数,可根据流域植被和土壤水量饱和程度来确定,一般汛期在0.55~0.95之间,非汛期在0.1~0.55之间,其数值大小的确定属于现有技术;洪水概化系数是指洪水过程在概化三角形时的一个转换系数,通过大量的洪水资料分析发现,一次洪水过程可以概化成一个大的三角形,洪水总量误差一般在10%左右,完全满足洪水预报的要求,这样就可以计算出降雨所形成的洪水基本过程,计算出洪峰流量,洪水概化系数一般在0.65~1.4之间,其数值大小的确定属于现有技术。集水面积、洪水起涨时间、洪水起涨时水位可通过水文站获得,降水历时及流域面雨量可通过待测报水文站上游各雨量观测站获得,流域内必须有布局合理的降水观测设施且实时观测,洪水断面必须有实时水位、流量观测的项目。s4:根据待测报场次洪水的集水面积,通过步骤s2中不同集水面积与相应洪水历时系数的对应关系中获得待测报场次洪水集水面积所对应的洪水历时系数,通过该洪水历时系数与步骤s3的降水历时计算获得待测报场次洪水的洪水历时;根据待测报场次洪水的集水面积,通过步骤s2中不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系中获得待测报场次洪水的集水面积所对应的洪峰历时系数,通过该洪峰历时系数与待测报场次洪水的洪水历时计算获得待测报场次洪水的洪峰历时,通过洪水起涨时间及待测报场次洪水的洪峰历时获得待测报场次洪水的洪峰出现时间。具体地,步骤s4中,洪水历时通过以下公式计算而得:洪水历时=降水历时×洪水历时系数;洪峰历时通过以下公式计算而得:洪峰历时=洪水历时×洪峰历时系数;洪峰出现时间通过以下公式计算而得:洪峰出现时间=洪水起涨时间 洪峰历时。由于洪水过程受流域面积、河长、河床比降、植被以及水工建筑物的影响较大,因此,优选地,洪水历时系数和洪峰历时系数还要根据当地的实际情况作适当调整,即可用“洪水历时调整系数”和“洪峰历时调整系数”来修正。洪水历时调整系数及洪峰历时调整系数(标准为1,可以±20%调整)的确定属于现有技术,例如,洪峰历时调整系数可通过几场全流域降水分布均匀形成的洪水结合洪峰历时试算即可确定。由于洪水过程受流域形态、比降、植被和水工程影响较大,因此最好根据实际情况确定一个调整系数,能够进一步提高洪水测报的准确性,调整系数一旦确定,在流域状况没有发生变化的情况下是稳定不变的。s5:通过步骤s3获得的水文数据及步骤s4中的洪水历时求得待测报场次洪水的洪水总量、洪峰流量及洪峰水位。在本实施方式中,步骤s5中的洪水总量为不考虑河流底水情况下的降水所产生洪水总量,其计算公式为:w洪量=f×p×k÷10,其中:w洪量—降水所产生洪水总量,单位:万m3;f—待预报流域的集水面积,单位:km2;p—流域面雨量,单位:mm;k—径流系数,≤1。步骤s5中洪峰流量的计算步骤包括:洪峰流量计算:这里计算的是不考虑河流底水流量的净洪水的洪峰流量,其计算公式为:q峰=5.56×w洪量×μ÷t,其中:q峰—净洪水的洪峰流量,单位:m3/s;w洪量—降水所产生洪水总量,单位:万m3;μ—洪水概化系数;t—洪水历时,单位:小时。上面计算的是降雨所形成的净洪水的洪峰(未含河流底水流量),为了计算出河流的实际洪峰流量必须考虑河流底水流量。河流底水流量q底的计算:通过测报断面观测到的洪水起涨水位得到出河流底水流量q底。q底的计算属于现有技术,为省略篇幅,这里不再赘述。河流实际洪峰流量的计算:将河流底水流量q底与不考虑河流底水流量的洪峰流量q峰相加得到河流的实际洪峰流量q洪峰,q洪峰=q底 q峰。根据洪峰流量q洪峰通过测报断面的水位~流量关系线查算出洪峰水位h洪峰。水位~流量关系线的获得属于现有技术,为省略篇幅,这里不再赘述。在本实施方式中,根据气象水文耦合洪水测报法测报需要的基础资料和洪水测报成果的要求,利用通用办公软件excel编制了一个洪水测报模型,见表1。表1洪水测报成果表使用时,在上述模型中输入以下参数:降水历时、降水量(流域面雨量)、集水面积、洪水起涨时间、起涨时水位、径流系数、洪水概化系数、洪水历时调整系数、洪峰历时调整系数。经过excel计算,会自动输出洪水预报成果,包括:洪水历时系数、洪峰历时系数、洪水历时、洪峰出现时间、洪峰水位、洪峰流量、洪水总量。对于集水面积的输入的数值,由于流域内跨流域引水工程和水库工程对洪水的影响较大,因此应调查了解这些水工程的运行情况,以便在测算时作适当的调整,集水面积计算时可扣除一些对下游洪水不起作用的集水面积,只输入实际产流面积即可。由于降水形成的洪水是流域内各种因素综合作用的结果,本发明实施方式将这些综合因素率定一个转换系数,即洪水历时系数和洪峰历时系数,这两个系数与流域集水面积形成对应关系,这样就可以通过流域集水面积查算这两个系数,然后通过流域降水历时乘以对应的系数能够计算出相应降雨历时降水形成洪水的洪水历时和洪峰历时。通过洪水历时和洪峰历时,就可以通过时段流域面雨量和径流系数计算出洪水的净洪量、洪峰净流量和洪峰出现的时间。上面计算的是流域降水形成的净洪水,实际情况是河道里有底水,河道实际洪水应该是这两部分的叠加,即净洪水加上底水而形成测报断面的洪水。本发明实施方式还根据测报断面观测到的洪水起涨时的流量(水位)和起涨时间,以准确计算出测报断面的洪峰流量(水位)和洪峰出现的时间。美国水文和水力学家谢尔曼l.r.k在1932年提出的由降雨推算洪水过程的方法—单位线法,到现在一直应用在洪水预报及涉水工程设计中,取得了巨大的成果,但由于单位线是通过实测的一次降雨过程和洪水过程分析推算出来的,而实际的降雨过程具有多变不确定性,因此推算出的洪水过程与实际洪水偏差比较大。本发明提供的气象水文耦合洪水测报法,可以根据降雨的随机性推算出与降雨过程基本相符的洪水过程线。表2单位线法和气象水文耦合洪水测报法对比表通过表2的对比分析,两者的推算的洪水过程的理论依据不一致,推算洪水过程线的方法不一致;在推算洪水过程线中,气象水文耦合洪水测报法比单位线需要的参数和基础资料少而且容易率定。本发明与传统的洪水测报方法相比,发现了集水面积、降水历时与洪水历时、洪峰历时的关系,即气象(降水)和水文的耦合关系,这种关系是流域各种因素综合作用形成的,因此通过这种关系可以大大简化洪水测报的计算流程,测报时,基层工作人员或远程操控人员只要获得常规观测到的降水历时、降水量、测报断面的起涨时间及流量(水位)、径流系数、洪峰历时调整系数就可以测报断面的洪水过程、洪峰流量(水位)和洪峰出现的时间;如果结合气象的降雨定量预报,可以提前许多时间初步测报出某一流域的洪水,具有及时、准确的效果。下面以一些具体实施例来对本发明实施方式的气象水文耦合洪水测报法来进行说明。通过2015~2018年对桂林、恭城、灌阳、大化水文站共147场洪水的测算,从测算验算统计分析来看,成果的吻合度(dc)和合格率(qr)均达到国家洪水预报发布的级别(共分甲、乙、丙三级,甲乙级可作为正式成果发布,丙级只作参考),准确度较高,测报成果如下:⑴洪水测报误差分析统计本次洪水洪峰误差统计按8个等级统计,洪峰流量按相对误差统计,极差为5%;洪峰水位按绝对误差统计,极差为5cm;洪峰出现时间按绝对误差统计,极差为10分钟,具体见表3:表3洪峰测报误差分析统计表误差级别±5%±10%±15%±20%±25%±30%±35%±40%流量(%)29.345.363.372.081.383.388.090.0误差级别±5cm±10cm±15cm±20cm±25cm±30cm±35cm±40cm水位(%)34.058.769.376.784.788.090.092.0误差级别±10分钟±20分钟±30分钟±40分钟±50分钟±60分钟±70分钟±80分钟出现时间(%)33.647.758.466.473.879.982.684.6⑵洪水验算性测报等级评定洪水验算性预报精度等级按中华人民共和国国家标准gb/t22482-2008《水文情报预报规范》6.4节作业预报系统的有关规定进行计算评定,具体成果见表4:表4洪峰预报精度等级评定表(2)洪水测报计算实例表52016年6月2日桂林水文站洪水测报表表62016年6月3日灌阳水文站洪水测报表表72017年6月6日大化水文站洪水测报表表82017年7月2日恭城水文站洪水测报表本发明实施方式的气象水文耦合洪水测报法不仅在中小河流洪水测报上能够有效地应用,还可以应用到其它方面,如洪水形成分析计算、水库洪水调度、工程设计洪水洪峰的计算、临时性的断面洪水测报,结合气象对降水定性定量的预报,可以提前对流域内洪水作一个预测性的判断,为防洪减灾提供可靠的依据。本发明还可用于水库洪水调度、无实测水位流量关系资料洪水涨幅估算和无实测洪水资料流域洪水分析计算。可以理解,当待预测流域的集水面积确定时,可以直接计算该集水面积所对应的洪水历时系数与洪峰历时系数即可,无需确定不同集水面积与洪水历时系数、洪峰历时系数的对应关系,此时,请一并参见图4,气象水文耦合洪水测报法包括以下步骤:s1:根据待测报场次洪水的集水面积,收集测报区水文站上游相应集水面积历史洪水场次的降水历时、洪水历时及洪峰历时历史水文数据;s2:根据步骤s1收集的历史水文数据,建立降水历时与洪水历时的线性相关关系及洪水历时与洪峰历时的线性相关关系,以获得该集水面积所对应的降水历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪水历时系数;并获得该集水面积所对应的洪峰历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪峰历时系数;s3:获取待测报场次洪水的洪水起涨时间、洪水起涨时水位、径流系数及洪水概化系数,并获得待测区水文站上游关于待测报场次洪水的降水历时及在该降水历时时段内形成的流域面雨量;s4:通过所述洪水历时系数与步骤s3的降水历时计算获得待测报场次洪水的洪水历时;通过所述洪峰历时系数与待测报场次洪水的洪水历时计算获得待测报场次洪水的洪峰历时,通过洪水起涨时间及待测报场次洪水的洪峰历时获得待测报场次洪水的洪峰出现时间;s5:通过步骤s3获得的水文数据及步骤s4的洪水历时求得待测报场次洪水的洪水总量、洪峰流量及洪峰水位。上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。当前第1页1 2 3 
技术特征:1.一种气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,包括以下步骤:
s1:收集测报区水文站上游不同集水面积历史洪水场次的降水历时、洪水历时及洪峰历时历史水文数据;
s2:根据步骤s1收集的历史水文数据,建立降水历时与洪水历时的线性相关关系及洪水历时与洪峰历时的线性相关关系,以获得降水历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪水历时系数;并获得洪峰历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪峰历时系数;通过集水面积、洪水历时系数和洪峰历时系数建立不同集水面积与相应洪水历时系数的对应关系和不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系;
s3:获取待测报场次洪水的集水面积、洪水起涨时间、洪水起涨时水位、径流系数及洪水概化系数,并获得待测区水文站上游关于待测报场次洪水的降水历时及在该降水历时时段内形成的流域面雨量;
s4:根据待测报场次洪水的集水面积,通过步骤s2中不同集水面积与相应洪水历时系数的对应关系中得到待测报场次洪水集水面积所对应的洪水历时系数,通过该洪水历时系数与步骤s3的降水历时计算获得待测报场次洪水的洪水历时;根据待测报场次洪水的集水面积,通过步骤s2中不同集水面积与相应洪峰历时系数的对应关系中得到待测报场次洪水集水面积所对应的洪峰历时系数,通过该洪峰历时系数与待测报场次洪水的洪水历时计算获得待测报场次洪水的洪峰历时,通过洪水起涨时间及待测报场次洪水的洪峰历时获得待测报场次洪水的洪峰出现时间;
s5:通过步骤s3获得的水文数据及步骤s4中的洪水历时求得待测报场次洪水的洪水总量、洪峰流量及洪峰水位。
2.如权利要求1所述的气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,所述步骤s4中,在计算洪峰历时及洪峰出现时间前,还通过洪水历时调整系数对洪水历时系数进行修正,及通过洪峰历时调整系数对洪峰历时系数进行修正。
3.如权利要求1所述的气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,步骤s4中,洪水历时通过以下公式计算而得:洪水历时=降水历时×洪水历时系数;洪峰历时通过以下公式计算而得:洪峰历时=洪水历时×洪峰历时系数;洪峰出现时间通过以下公式计算而得:洪峰出现时间=洪水起涨时间 洪峰历时。
4.如权利要求1所述的气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,步骤s5中的洪水总量为不考虑河流底水情况下的降水所产生洪水总量,其计算公式为:w洪量=f×p×k÷10,其中,w洪量为降水所产生洪水总量,f为待预报流域的集水面积,p为流域面雨量,k为径流系数。
5.如权利要求4所述的气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,步骤s5中洪峰流量的计算步骤包括:
洪峰流量计算:这里计算的是不考虑河流底水流量的净洪水的洪峰流量,其计算公式为:q峰=5.56×w洪量×μ÷t,其中,q峰为净洪水的洪峰流量,w洪量为降水所产生洪水总量,μ为洪水概化系数,t为洪水历时;
河流底水流量q底的计算:通过测报断面观测到的洪水起涨水位得出河流底水流量q底;
河流实际洪峰流量的计算:将河流底水流量q底与不考虑河流底水流量的洪峰流量q峰相加得到河流的实际洪峰流量q洪峰。
6.如权利要求5所述的气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,所述步骤s5中,根据洪峰流量q洪峰,通过测报断面的水位~流量关系线查算出洪峰水位h洪峰。
7.一种气象水文耦合洪水测报法,其特征在于,包括以下步骤:
s1:根据待测报场次洪水的集水面积,收集测报区水文站上游相应集水面积历史洪水场次的降水历时、洪水历时及洪峰历时历史水文数据;
s2:根据步骤s1收集的历史水文数据,建立降水历时与洪水历时的线性相关关系及洪水历时与洪峰历时的线性相关关系,以获得该集水面积所对应的降水历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪水历时系数;并获得该集水面积所对应的洪峰历时与洪水历时的相关系数,该相关系数为洪峰历时系数;
s3:获取待测报场次洪水的洪水起涨时间、洪水起涨时水位、径流系数及洪水概化系数,并获得待测区水文站上游关于待测报场次洪水的降水历时及在该降水历时时段内形成的流域面雨量;
s4:通过所述洪水历时系数与步骤s3的降水历时计算获得待测报场次洪水的洪水历时;通过所述洪峰历时系数与待测报场次洪水的洪水历时计算获得待测报场次洪水的洪峰历时,通过洪水起涨时间及待测报场次洪水的洪峰历时获得待测报场次洪水的洪峰出现时间;
s5:通过步骤s3获得的水文数据及步骤s4的洪水历时求得待测报场次洪水的洪水总量、洪峰流量及洪峰水位。
技术总结本发明提供一种气象水文耦合洪水测报法,发现了集水面积、降水历时、洪水历时、洪峰历时之间的关系,即气象和水文的耦合关系,这种关系是流域各种因素综合作用形成的,因此通过这种关系可以大大简化计算流程,测报时,基层工作人员或远程操控人员只要获得常规观测到的降水历时、降水量、测报断面洪水的起涨时间及流量、径流系数等就可以测算出断面的洪水过程、洪峰流量和洪峰出现的时间;如果结合气象的降雨定量预报,可以提前许多时间初步测报出某一流域的洪水,具有及时、准确的效果。
技术研发人员:刘祖敏
受保护的技术使用者:刘祖敏
技术研发日:2020.02.26
技术公布日:2020.06.09