[发明专利]一种河流基流量的预测方法

说明书

本发明涉及一种河流基流量的预测方法，其中，所述方法包括：从流域出口断面处的径流实测数据中获取预设数量的退水过程径流数据；提取每个退水过程径流数据中的最小径流量，建立最小径流量与退水前期径流量的关系函数；基于所述最小径流量将各个退水过程径流数据进行标准化；根据标准化后的径流数据，确定标准化的地下储水量与基流量的关系函数；通过所述标准化的地下储水量与基流量的关系函数预测河流的基流量。本申请涉及的河流基流量的预测方法，能够提高基流量预测的精度。

技术领域

本申请涉及河流径流量预测技术领域，特别涉及一种河流基流量的预测方法。

背景技术

河流径流量由地表径流和地下径流两部分组成。其中地下径流主要来源于流域内地下储水量的排泄，它构成了河流基流量。无论是在降水缺乏的旱季，还是在降水停止后，流域持续退水的雨季，基流量都是河流径流量的主要成分。基流是维系河流水生态系统健康与稳定的核心要素，河流基流的模拟预报，对于保障生态流量，保持河流自净功能，促进水质改善具有重要意义。现有基流预报技术主要分为两类：一是基于地下水动力学的分布参数模型，二是基于流域系统地下水文特征的集中参数模型。分布参数模型虽然模拟计算精度高，但是需要详细预设模型初始与边界条件，率定检验多个模型参数，因此在应用中通常受限于实地资料条件。集中参数模型通常采用线性水库概化方法，这样的模拟方法虽然简洁，应用方便，但本质上线性水库模型结构存在不准确性，因此模拟预测精度有限。河流实测径流数据不仅是模型参数率定与检验的主要依据，也是构建模型结构的重要信息源。基于此，近年来逐渐发展起了一类有别于线性水库的集中参数基流模拟方法，其主要描述方程为：

dQ/dt＝g(Q)(P-ET-Q)

其中P和ET分别为流域内降水量和蒸发量，g(Q)是表征流域地下储水量与地下径流量即基流量(Q)的关系函数，当P、ET、g(Q)均已知时，可以通过迭代计算获取基流量(Q)。g(Q)的表达式无需预先设定，而是可以直接从河流实测径流数据中提取，因此对于不同流域，具有较强的灵活性。这一方法改进了线性水库过于简化带来的不足。但是，对于给定的流域，不同丰枯水文年的地下储水量差异较大，这一方法在模拟不同丰枯水文年份的基流过程中存在明显缺陷，特别是无法合理模拟枯水年份的基流动态特征。另一个缺点是，这一方法不能再现流域地下储水量增加与减少过程中普遍存在的滞后性，也就是基流涨水与退水过程的差异性，这也影响了基流量预测的精度。

发明内容

本申请实施方式的目的在于提供一种河流基流量的预测方法，能够提高基流量预测的精度。

为实现上述目的，本申请提供了一种河流基流量的预测方法，所述方法包括：从流域出口断面处的径流实测数据中获取预设数量的退水过程径流数据；提取每个退水过程径流数据中的最小径流量，建立最小径流量与退水前期径流量的关系函数；基于所述最小径流量将各个退水过程径流数据进行标准化；根据标准化后的径流数据，确定标准化的地下储水量与基流量的关系函数；通过所述标准化的地下储水量与基流量的关系函数预测河流的基流量。

进一步地，每个所述退水过程径流数据均满足：降水量和蒸发量均可被忽略；后一时刻的径流量始终不高于前一时刻的径流量；以及退水过程持续预设天数。

进一步地，获取每个退水过程径流数据中的最小径流量Q_min，以及单个退水过程的前期n个时段的径流量均值Q_n，通过相关分析，建立两者关系函数：

其中，Q_min表示所述最小径流量，Q_n表示所述单个退水过程前期n个时段的径流数据均值，r₁、r₂、r₃均为拟合参数。

进一步地，按照下述公式将各个退水过程径流数据进行标准化：