CN114037806A - 一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法，包括产流模型的构建、汇流模型的构建，以及构建山丘小流域的SCS‑Nash水文模型；将改进的SCS模型与基于地形地貌参数的Nash汇流模型结合，构建了对洪峰流量的模拟与预报精度都较高的山丘小流域SCS‑Nash水文模型，对山丘区小流域洪水的预报具有较强的适用性。

Description

一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法

技术领域

本发明属于水文模拟技术领域，具体涉及一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法。

背景技术

目前国内外的水文模拟和预测，大部分都是基于有历史长系列实测水文资料的地区开展的，水文模型的率定和检验都依赖于实测资料。传统的水文模型，无论是集中式的还是分布式的，都依赖历史实测水文资料率定参数，但是人类活动和气候变化，破坏了现有测站的水文资料的连续性，使得许多地方成为缺资料或无资料地区，这些地区的水文模拟收到了极大的限制。因此，研究基于流域下垫面土地利用类型和地形地貌参数等流域自然特征的产汇流模型具有非常重要的意义。

气候变化和人类活动改变了流域的下垫面的情况，进而影响了现有水文实测长系列历史观测资料的一致性，使得许多流域变成了缺资料或无资料地区。无资料和缺资料地区的水文模拟对于研究无资料地区复杂水文现象具有重要意义。

近些年来，随着无资料地区水文模拟的研究不断推进，SCS模型由于其模型结构简单，参数较少，对研究区水文系列观测数据的依赖程度低等优点在无资料或缺资料地区得到较好的应用。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，包括：

(1)产流模型的构建：采用流域前期30天影响雨量代替原SCS模型中5日降雨总量，从而确定研究区域前期土壤湿润程度；根据重新估算的流域前期影响雨量Pa值，通过线性内插来增加径流曲线数分级；利用研究区域历史实测长系列水文资料修订SCS模型中的常数项D，得到改进的SCS产流模型；

(2)汇流模型的构建，包括：

2a)、采用高精度30m×30m的数字高程模型DEM，运用地形分析方法，提取研究区域基础信息，所述基础信息包括研究区域的流域面积、河流分级、不同级别河流对应的河流数目、平均长度、平均流域面积；

2b)、根据研究区域的基础信息(流域面积、河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积)，利用地貌定律，结合历史场次洪水信息，确定Nash模型的参数n、K；其中n为线性水库个数，K为线性水库的蓄水常数；

2c)、根据确定的n、K，结合Nash模型，得到地貌瞬时单位线；利用S曲线进行时段转换，能够推求任意时段长的时段单位线；

(3)构建研究区域山丘小流域的SCS-Nash水文模型：首先利用改进得到的SCS产流模型计算出历史场次洪水的时段净雨，再将时段净雨带入由S曲线转换推求得到的任意段长的时段单位线，得到流域出口断面出流过程线，即构建得到山丘小流域的SCS-Nash水文模型。

在一些实施例中，步骤(1)采用流域前期30天影响雨量代替原SCS模型中5日降雨总量，从而确定研究区域前期土壤湿润程度；根据重新估算的流域前期影响雨量Pa值，通过线性内插来增加径流曲线数分级；利用研究区域历史实测长系列水文资料修订SCS模型中的常数项D，包括：

1a)、根据流域土地利用类型和土壤类型的空间分布资料计算不同土壤类型和不同土地覆盖类型的权重，并求出两者的正交权重；参照陆地卫星信息，分析计算出各种类型土壤结构和土壤植被覆盖情况，分析得到流域的综合CN值；

1b)、根据研究区域的自然地理特性，确定流域最大蓄水容量WM及前期影响雨量折减系数M，采用流量起涨前30天雨量，计算出研究区域内至少三个雨量站的逐日Pa值，并将其加权平均，得到流量起涨时流域的Pa值；

1c)、将流域前30天流域的Pa值在[0,WM]区间上进行分级，并对相应区间内的CN1、CN2、CN3值进行线性内插，得出分级后的CN值；

1d)、选取研究区域内历史实测降雨径流资料，构建流域的SCS模型，计算每场降雨的前期影响雨量Pa值，通过查表得到相应的CN值，然后采用公式(1)计算得到S值，进而拟合出S和1/CN的关系，根据关系线修正常数项D，用流域实测场次洪水资料，率定出S与CN的经验关系为式(2)：

其中，S为流域当时的可能滞留量，为后损F的上限；P为一场降雨的降雨总量(mm)；Q为径流量(mm)；CN为径流曲线数。

进一步的，采用流量起涨前30天雨量，计算出研究区域内三个雨量站的逐日Pa值，并将其加权平均，得到流量起涨时流域的Pa值；

P_a,t＝M(P_a,t-1+P_t-1)

式中：P_a,t为当日前期影响雨量(mm)；P_a,t-1为前一日前期影响雨量(mm)；P_t-1为前一日流域平均雨量(mm)；M为土壤含水量的日消退系数或折减系数，EM为流域日蒸散发能力，WM为流域最大蓄水容量。

在一些实施例中，WM取值为95mm或100mm，M值取0.9。

在一些实施例中，SCS模型中的常数项D修订为160。

在一些实施例中，所述步骤2b)包括：

根据河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积计算得到霍顿地貌参数R_B、R_L和R_A；其中，R_B、R_L和R_A分别为流域水系的分叉比、河长比和面积比；

根据R_B、R_L和R_A，确定Nash模型的参数n；

根据历史场次洪水信息得到流域出口断面流速，基于流域出口断面流速、R_L、n，确定Nash模型的参数K。

进一步的，根据历史场次洪水信息得到流域出口断面流速，包括：所述历史场次洪水信息包括历史实测流量信息，根据历史实测流量信息计算得到场次净雨强度，根据场次净雨强度计算得到流域出口断面流速。

在一些实施例中，霍顿地貌参数R_B、R_L和R_A的计算包括：

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；N_w表示水系中w级河流数目；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；

表示水系中w级河流的平均长度；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；

表示水系中w级河流的平均流域面积。

在一些实施例中，根据R_B、R_L和R_A，确定Nash模型的参数n，包括：

式中：R_B、R_L和R_A分别为流域水系的分叉比、河长比和面积比，n为Nash模型的参数。

在一些实施例中，Nash模型中的参数K的确定，包括：

式中：Ω为河系中最高级别的河流的级别；L_Ω为河系中最高级别的河流的长度；λ_Ω-1为河源至Ω-1级河流末端处的λ值，λ为小于等于某级河道平均长度的累计值占所有等级河道平均长度累计值的比值；V_Ω为流域出口断面流速；R_L为流域水系的河长比；

α为流域形心至流域出口断面的距离与流域长度的比值，其中流域长度L_b＝1.4A^0.568；L_b为流域长度；A为流域面积；m为反映河道纵剖面特性的综合参数；n为Nash模型的参数；

V_Ω＝0.665α_Ω ^0.6(i_rA_Ω)^0.4

流速因子α_Ω＝S₀ ^0.5/c/B^2/3，i_r为净雨强度；A_Ω为河系中最高级别河流的流域面积；，B为河宽；S₀为河道坡降；c为曼宁糙率系数。

有益效果：本发明提供的山丘区小流域产汇流模型的构建及应用方法，相比相近技术，本发明的特色和创新点如下：1)对SCS产流模型初始状态，即土壤的湿度表征指数进行了优化与改进，并对SCS模型的CN值进行内插，得出分级后的CN值，同时对模型常数项进行修正。2)采用地形分析方法，提取小流域的地形地貌参数，并利用地貌定律提取有关地形地貌参数，计算不同雨强条件下对应的瞬时单位线的参数线性水库个数n和线性水库的蓄水常数K，推求瞬时单位线，同时利用S曲线进行时段转换，从而可以推求任意时段长的时段单位线。3)将改进的SCS模型与基于地形地貌参数的Nash汇流模型结合，构建了对洪峰流量的模拟与预报精度都较高的山丘小流域SCS-Nash水文模型。由于洪峰流量预报精度的高低，对山丘区小流域的防洪更为重要，因此认为修订的SCS-Nash模型对江苏省山丘区小流域洪水的预报具有较强的适用性。本发明同时对汇流部分做了深入的研究，因此也可以在对于时效性要求较高的山洪预报研究中推广应用。

附图说明

图1为黑林流域水系图；

图2为黑林流域土地利用类型和土壤分类提取过程图；

图3为黑林流域地形地貌基础信息提取成果图；

图4为黑林流域S与CN线性拟合图；

图5为黑林流域瞬时单位线图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以还包括不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法，包括：

(1)产流模型的构建：采用流域前期30天影响雨量代替原SCS模型中5日降雨总量，从而确定研究区域前期土壤湿润程度；根据重新估算的流域前期影响雨量Pa值，通过线性内插来增加径流曲线数分级；利用研究区域历史实测长系列水文资料修订SCS模型中的常数项D，得到改进的SCS产流模型；

1a)、根据流域土地利用类型和土壤类型的空间分布资料计算不同土壤类型和不同土地覆盖类型的权重，并求出两者的正交权重；参照陆地卫星信息，分析计算出各种类型土壤结构和土壤植被覆盖情况，分析得到流域的综合CN值；

1b)、根据研究区域的自然地理特性，确定流域最大蓄水容量WM及前期影响雨量折减系数M，采用流量起涨前30天雨量，计算出研究区域内至少三个雨量站的逐日Pa值，并将其加权平均，得到流量起涨时流域的Pa值；

P_a,t＝M(P_a,t-1+P_t-1)

式中：P_a,t为当日前期影响雨量(mm)；P_a,t-1为前一日前期影响雨量(mm)；P_t-1为前一日流域平均雨量(mm)；M为土壤含水量的日消退系数或折减系数，EM为流域日蒸散发能力，WM为流域最大蓄水容量。

WM为流域最大蓄水容量，一般用实测雨洪资料分析确定，根据分析本研究中研究区的WM取值为95mm或100mm。EM为流域日蒸散发能力，一般可用E601型蒸发器观测的水面蒸发值作为近似值，在一些实施例中，M值取0.9。

1c)、将流域前30天流域的Pa值在[0,WM]区间上进行分级，并对相应区间内的CN1、CN2、CN3值进行线性内插，得出分级后的CN值；

1d)、选取研究区域内历史实测降雨径流资料，构建流域的SCS模型，计算每场降雨的前期影响雨量Pa值，通过查表得到相应的CN值，然后采用公式(1)计算得到S值，进而拟合出S和1/CN的关系，根据关系线修正常数项D，用流域实测场次洪水资料，率定出S与CN的经验关系为式(2)：

其中，S为流域当时的可能滞留量，为后损F的上限；P为一场降雨的降雨总量(mm)；Q为径流量(mm)；CN为径流曲线数。

(2)汇流模型的构建，包括：

2a)、采用高精度30m×30m的数字高程模型DEM，运用地形分析方法，提取研究区域基础信息，所述基础信息包括研究区域的流域面积、河流分级、不同级别河流对应的河流数目、平均长度、平均流域面积；

2b)、根据研究区域的基础信息(流域面积、河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积)，利用地貌定律，结合历史场次洪水信息，确定Nash模型的参数n、K；其中n为线性水库个数，K为线性水库的蓄水常数；

根据河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积计算得到霍顿地貌参数R_B、R_L和R_A；其中，R_B、R_L和R_A分别为流域水系的分叉比、河长比和面积比；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；N_w表示水系中w级河流数目；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；

表示水系中w级河流的平均长度；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；

表示水系中w级河流的平均流域面积。

根据R_B、R_L和R_A，确定Nash模型的参数n；

式中：R_B、R_L和R_A分别为流域水系的分叉比、河长比和面积比，n为Nash模型的参数。

根据历史场次洪水信息得到流域出口断面流速，基于流域出口断面流速、R_L、n，确定Nash模型的参数K；

进一步的，所述历史场次洪水信息包括历史实测流量信息，根据历史实测流量信息计算得到场次净雨强度，根据场次净雨强度计算得到断面流速，求得K。

式中：Ω为流域的斯特拉勒(Strahler)级别，即河系中最高级别的河流的级别；L_Ω为河系中最高级别的河流的长度，km；λ_Ω-1为河源至Ω-1级河流末端处的λ值，λ为小于等于某级河道平均长度的累计值占所有等级河道平均长度累计值的比值；V_Ω为流域出口断面流速，m³/s；R_L为流域水系的河长比；

α为流域形心至流域出口断面的距离与流域长度的比值，其中流域长度L_b＝1.4A^0.568；L_b为流域长度，km；A为流域面积，km²；m为反映河道纵剖面特性的综合参数，m根据实际资料分析，其值一般在1～1.2之间；n为Nash模型的参数。

公式(4)中的流域出口断面流速V_Ω采用水力学经验公式计算出流速因子

V_Ω＝0.665α_Ω ^0.6(i_rA_Ω)^0.4 (6)

式中α_Ω＝S₀ ^0.5/c/B^2/3，i_r为净雨强度，以cm/h计；A_Ω为河系中最高级别河流的流域面积，以km²计；，B为河宽，以m计；S₀为河道坡降，以小数计；c为曼宁糙率系数，一般取做0.025。

2c)、根据确定的n、K，结合Nash模型，得到地貌瞬时单位线；利用S曲线进行时段转换，能够推求任意时段长的时段单位线；

(3)构建研究区域山丘小流域的SCS-Nash水文模型：首先利用改进得到的SCS产流模型计算出历史场次洪水的时段净雨，再将时段净雨带入由S曲线转换推求得到的任意段长的时段单位线，得到流域出口断面出流过程线，即构建得到山丘小流域的SCS-Nash水文模型。

实施例1

研究区位于江苏省连云港市赣榆区黑林流域的青口河黑林水文站以上(流域水系图见图1)，黑林水文站建于1976年月，为小塔山水库的入库控制站。黑林流域总面积为183.2km2，多年平均降水量在1000mm左右，干流长度17km，干流平均比降为2.90‰，流域平均宽度为11km，流域平均比降为36.9‰；流域内盛夏时天气多晴朗炎热，时常出现暴雨。流域周边共有洙边、清水涧、黑林三个雨量站。

横山水库小流域地处江苏省宜兴市，集水面积约154.8km²，水库上游多为险峻的山岭，流域植被覆盖率超过98％，气候类型为典型的亚热带季风气候。流域多年平均降水量为1310mm，其中6～7月份以梅雨天气为主，7～9月比较容易形成典型的特大暴雨。横山水库流域共有五个雨量站，一个水文站。本次共收集了1990～2016年间共18场较完整的次洪资料。

根据黑林流域、横山水库流域土地利用类型和土壤类型的空间分布资料计算不同土壤类型和不同土地覆盖类型的权重，分析计算出各种类型土壤结构和土壤植被覆盖情况，综合分析得到流域的CN值。土地利用数据采用中国科学院1:10万土地资源调查的成果WESTDC_Land_Cover_Products1.0栅格数据；土壤数据采用第二次全国土地调查南京土壤所所提供的1:100万土壤数据，数据格式为GRID栅格格式，投影为WGS84，采用的土壤分类系统主要为FAO-90，利用ArcGIS提取土地利用类型和土壤类型空间分布资料。利用黑林流域边界，裁切对应的土地利用和土壤类型，从而可得研究区土地利用和土壤类型分布图(见图2)，分析流域综合CN值(见表1)。

采用流量起涨前30天雨量，用迭代公式先计算单站Pa，再使用加权平均法计算流域Pa。

P_a,t＝M(P_a,t-1+P_t-1)

式中：P_a,t为当日前期影响雨量(mm)；P_a,t-1为前一日前期影响雨量(mm)；P_t-1为前一日流域平均雨量(mm)；M为土壤含水量的日消退系数或折减系数，EM为流域日蒸散发能力，WM为流域最大蓄水容量。

通过计算前期影响雨量，其中消退系数K取0.9；WM为100mm。本研究采用WM/2作为P_a起算点，计算次降雨的前30天影响雨量P_a。通过将CN1、CN2、CN3值进行线性内插，进行CN值分级，经过分级后的CN值见表2。

选取黑林流域1977年至1990年期间实测降雨径流资料构建黑林流域的SCS模型，计算每场降雨的前期影响雨量Pa值，通过查表得到相应的CN值，然后采用公式(1)计算得到S值，进而拟合出S和

的关系，根据关系线修正SCS模型中的常数项，用黑林流域实测场次洪水资料，率定出S与CN的经验关系为式(2)：

黑林流域的Pa、CN与S值计算结果见表3，S-CN关系拟合如图4所示。

黑林流域的S-CN关系为：

R²＝0.6558 (4)

本研究中DEM资料采用高精度30m×30m的数字高程模型DEM，在日本或美国免费提供的共用平台上进行下载，下载地址可在日本的地球遥感观测数据分析中心ERSDAC(http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/)或者美国的LPAAC(https://wist.echo.nasa.gov/wist/api/imswelcome/)。运用地形分析方法，提取黑林研究区域基础信息，得出黑林流域地形地貌基础信息提取成果图(见图3)。

分别提取黑林流域的流域面积、河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积等基础信息，在此基础上，利用地貌定律，计算RB、RL和RA(见表3)。分析得出不同雨强条件下对应的瞬时单位线参数n和K，推求瞬时单位线，利用S曲线进行时段转换，从而可以推求任意时段长的时段单位线。以2007年为例，瞬时单位线(见图5)。

表1不同土壤类型和土壤覆盖类型对应的CN取值表

表2黑林、横山水库流域CN值分级表

表3黑林与横山水库流域P_a、CN与S值计算结果表

表4黑林和横山水库流域霍顿地貌参数计算表

表5黑林和横山水库流域各场次洪水参数计算表

最后，构建研究区域山丘小流域的SCS-Nash水文模型：首先利用改进得到的SCS产流模型计算出历史场次洪水的时段净雨，再将净雨带入由S曲线转换推求得到的任意段长的时段单位线，得到流域出口断面出流过程线，即构建得到山丘小流域的SCS-Nash水文模型。构建得到山丘小流域的SCS-Nash水文模型可以用于山丘小流域的洪水预报。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，包括：

(1)产流模型的构建：采用流域前期30天影响雨量代替原SCS模型中5日降雨总量，从而确定研究区域前期土壤湿润程度；根据重新估算的流域前期影响雨量Pa值，通过线性内插来增加径流曲线数分级；利用研究区域历史实测长系列水文资料修订SCS模型中的常数项D，得到改进的SCS产流模型；

(2)汇流模型的构建，包括：

2a)、采用高精度30m×30m的数字高程模型DEM，运用地形分析方法，提取研究区域基础信息，所述基础信息包括研究区域的流域面积、河流分级、不同级别河流对应的河流数目、平均长度、平均流域面积；

2b)、根据研究区域的基础信息(流域面积、河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积)，利用地貌定律，结合历史场次洪水信息，确定Nash模型的参数n、K；其中n为线性水库个数，K为线性水库的蓄水常数；

2c)、根据确定的n、K，结合Nash模型，得到地貌瞬时单位线；利用S曲线进行时段转换，能够推求任意时段长的时段单位线；

(3)构建研究区域山丘小流域的SCS-Nash水文模型：首先利用改进得到的SCS产流模型计算出历史场次洪水的时段净雨，再将时段净雨带入由S曲线转换推求得到的任意段长的时段单位线，得到流域出口断面出流过程线，即构建得到山丘小流域的SCS-Nash水文模型。

2.根据权利要求1所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，步骤(1)采用流域前期30天影响雨量代替原SCS模型中5日降雨总量，从而确定研究区域前期土壤湿润程度；根据重新估算的流域前期影响雨量Pa值，通过线性内插来增加径流曲线数分级；利用研究区域历史实测长系列水文资料修订SCS模型中的常数项D，包括：

1a)、根据流域土地利用类型和土壤类型的空间分布资料计算不同土壤类型和不同土地覆盖类型的权重，并求出两者的正交权重；参照陆地卫星信息，分析计算出各种类型土壤结构和土壤植被覆盖情况，分析得到流域的综合CN值；

1b)、根据研究区域的自然地理特性，确定流域最大蓄水容量WM及前期影响雨量折减系数M，采用流量起涨前30天雨量，计算出研究区域内至少三个雨量站的逐日Pa值，并将其加权平均，得到流量起涨时流域的Pa值；

1c)、将流域前30天流域的Pa值在[0,WM]区间上进行分级，并对相应区间内的CN1、CN2、CN3值进行线性内插，得出分级后的CN值；

1d)、选取研究区域内历史实测降雨径流资料，构建流域的SCS模型，计算每场降雨的前期影响雨量Pa值，通过查表得到相应的CN值，然后采用公式(1)计算得到S值，进而拟合出S和1/CN的关系，根据关系线修正常数项D，用流域实测场次洪水资料，率定出S与CN的经验关系为式(2)：

其中，S为流域当时的可能滞留量，为后损F的上限；P为一场降雨的降雨总量；Q为径流量；CN为径流曲线数。

3.根据权利要求2所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，采用流量起涨前30天雨量，计算出研究区域内三个雨量站的逐日Pa值，并将其加权平均，得到流量起涨时流域的Pa值；

P_a,t＝M(P_a,t-1+P_t-1)

式中：P_a,t为当日前期影响雨量；P_a,t-1为前一日前期影响雨量；P_t-1为前一日流域平均雨量；M为土壤含水量的日消退系数或折减系数，EM为流域日蒸散发能力，WM为流域最大蓄水容量。

4.根据权利要求2所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，在一些实施例中，WM取值为95mm或100mm，M值取0.9。

5.根据权利要求1或2所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，SCS模型中的常数项D为160。

6.根据权利要求1所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，所述步骤2b)包括：

根据河流分级、不同级别对应的河流数目、平均长度、平均流域面积计算得到霍顿地貌参数R_B、R_L和R_A；其中，R_B、R_L和R_A分别为流域水系的分叉比、河长比和面积比；

根据R_B、R_L和R_A，确定Nash模型的参数n；

根据历史场次洪水信息得到流域出口断面流速，基于流域出口断面流速、R_L、n，确定Nash模型的参数K。

7.根据权利要求6所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，根据历史场次洪水信息得到流域出口断面流速，包括：所述历史场次洪水信息包括历史实测流量信息，根据历史实测流量信息计算得到场次净雨强度，根据场次净雨强度计算得到流域出口断面流速。

8.根据权利要求6所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，霍顿地貌参数R_B、R_L和R_A的计算包括：

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；N_w表示水系中w级河流数目；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；

表示水系中w级河流的平均长度；

式中，Ω为河系中最高级别的河流的级别；

表示水系中w级河流的平均流域面积。

9.根据权利要求6所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，根据R_B、R_L和R_A，确定Nash模型的参数n，包括：

式中：R_B、R_L和R_A分别为流域水系的分叉比、河长比和面积比，n为Nash模型的参数。

10.根据权利要求1所述的山丘区小流域产汇流模型的构建方法，其特征在于，Nash模型中的参数K的确定，包括：

式中：Ω为河系中最高级别的河流的级别；L_Ω为河系中最高级别的河流的长度；λ_Ω-1为河源至Ω-1级河流末端处的λ值，λ为小于等于某级河道平均长度的累计值占所有等级河道平均长度累计值的比值；V_Ω为流域出口断面流速；R_L为流域水系的河长比；

α为流域形心至流域出口断面的距离与流域长度的比值，其中流域长度L_b＝1.4A^0.568；L_b为流域长度；A为流域面积；m为反映河道纵剖面特性的综合参数；n为Nash模型的参数；

V_Ω＝0.665α_Ω ^0.6(i_rA_Ω)^0.4

流速因子α_Ω＝S₀ ^0.5/c/B^2/3，i_r为净雨强度；A_Ω为河系中最高级别河流的流域面积；B为河宽；S₀为河道坡降；c为曼宁糙率系数。

Images