6-8m ; 丽大于200mm时，地下水埋深大于8m ;
[0030] 山丘及高地流域平均张力水容量WM为150mm时，地下水埋深7-8. 5m ;WM为160mm 时，地下水埋深8. 5-10m ;丽为180mm时，地下水埋深10-14m ;丽为200mm时，地下水埋深 14_18m ;WM大于200mm时，地下水埋深大于18m〇
[0031] 相较于现有技术，本发明的有限元控制的分布式水文模型的建模方法，通过流域 有限元的划分解决流域水文模拟计算中的非线性问题的线性尺度问题，通过有限元分布控 制开关解决由于人类活动所导致的流域下垫面属性及降水密度的改变对水文模拟的影响 问题，通过有限元模型控制开关解决人类活动对流域持水能力的改变后对水文模拟的影响 问题，以适应在人类活动影响条件下的水文模拟及预报的要求。
[0032] 本发明具备计算时间短，参数易率定，适应性强，计算结果精确度高的优点。
【附图说明】
[0033] 图IA为本发明一优选实施例的有限元控制的分布式水文模型的建模方法的方框 示意图；
[0034] 图IB是图IA的有限元控制的分布式水文模型的建模方法的过程实现示意图；
[0035] 图2为本发明一优选实施例的流域有限元生成示意图；
[0036] 图3为于桥水库流域河网汇流及汇流节点图；
[0037] 图4为泉水头站WM与地下水埋深关系图；
[0038] 图5为大柳树站WM与地下水埋深关系图；
[0039] 图6为新店子站WM与地下水埋深关系图；
[0040] 图7为南新城站WM与地下水埋深关系图；
[0041] 图8为有限元控制的分布式水文模型计算过程示意图。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0043] 请参阅图IA和图1B，本发明优选实施例的有限元控制的分布式水文模型的建模 方法，包括步骤：
[0044] SI:将流域进行有限元划分，生成流域内的有限元分布；
[0045] 本步骤中，再请参阅图2。所述有限元划分是依据流域下垫面属性及雨量站控制密 度进行的，每个有限元具有相同或近似的下垫面属性，其中，一个有限元通过一个雨量站进 行控制，一个雨量站控制不同属性的有限元，有限元面积集合等于流域面积。
[0046] 具体地，在网格分布式水文模型中，对相同或相似下垫面属性的网格进行合并，并 根据雨量站控制密度生成各类流域属性质相同的有限元。
[0047] 其中，有限元是根据流域下垫面属性及雨量控制密度生成，其分布考虑流域河网 汇流时间。主要分为山地、平原、农田、草地、城镇、水面、森林有限元等。
[0048] 值得注意是，线性尺度是处理流域降水径流非线性问题的关键，亦即流域中用线 性方法处理降水径流问题的最大尺度（或者步长），计算步长小于这个尺度时，可以用线性 方法分段（分块，或者分格）处理流域降水径流非线性问题，当计算步长过小时，针对较大 的流域时，会出现参数率定不敏感、计算时间过长，模型参数赋值不确定等缺点。当计算步 长超过了这个尺度时，步长内已经出现了非线性问题，违背分布式水文模型的原始初衷，以 至于流域的降水径流模拟失真。流域内的有限元的划分是处理流域降水径流非线性问题的 主要手段和方式，通过流域下垫面属性控制流域产流空间分布的非线性问题，通过降水站 密度控制降水空间分布的非线性问题，通过河网汇流节点控制流域汇流空间分布的非线性 问题。从而达到既满足计算步长不超过线性尺度而又足够的长，缩短计算时间，模型参数易 率定，降水径流模拟准确的目的。
[0049] 整个流域依据流域河网结构，考虑流域河网汇流特性，划分汇流节点。当流域河网 汇流复杂时，可以划分出多级节点。在汇流节点以上，根据流域下垫面属性及雨量站控制划 分有限元，各个有限元通过河网组成流域有限元分布。见于桥水库流域节点分布图3 :
[0050] 依据流域划分的各类有限元，生成独立的有限元水文模型，或称第一水文模型。第 一水文模型通过河网汇流生成有限元控制的分布式水文模型，或称第二水文模型。
[0051] 进行有限元分布的变动控制时，有限元分布是可变动的，当人类活动改变了流域 下垫面的属性时（草地变成农田，农田变成水面，或城镇等），或流域的降水控制密度发生 了改变时，仅调整流域有限元的分布，有限元控制的分布式模型根据新的流域有限元的分 布进行组合，有限元控制的分布式水文模型不变，各类有限元模型的参数不变，调整后的有 限元面积集合不变。有限元分布的调整是通过有限元分布控制开关实现的，实现依据在于 下垫面年际观测及调查资料。
[0052] S2:根据所述划分的有限元生成有限元模型；
[0053] 所述有限元模型或称第一水文模型，本步骤中，所述有限元模型是物理水文模型， 利用三水源计算产流，利用线性水库计算坡面汇流，各类有限元具有单一的下垫面属性，生 成的有限元模型有着独立而特定的模型参数，各有限元模型参数如下表1至8。
[0054] 表1 :水面有限元模型参数
[0055]
[0056] 表2 :丘陵有限元模型参数
[0057]
[0058] 表3:山地有限元模型参数
[0059] CN 105160121 A ^ 6/y 贝
[0061] 表4 :平原有限元模型参数
[0062]
[0063] 表5:农田有限元模型参数
[0064]
[0065] 表6:森林有限元模型参数
[0066]
[0067] 表7:草地有限元模型参数
[0068]
[0069] 表8:城镇有限元模型参数
[0072] 进一步的，所述有限元对应的模型中的流域蓄水能力参数是可变动的，当人类活 动改变了流域下垫面的持水能力时，通过地下水埋深与蓄水容量关系对应修正有限元模型 的蓄水容量参数。
[0073] S3:根据所述有限元模型通过河网汇流生成有限元控制的分布式水文模型。
[0074] 本步骤中，有限元控制的分布式水文模型生成过程中，有限元模型通过河网汇流 计算至流域出口生成有限元控制的分布式水文模型，河网汇流采用线性水库或马斯京干法 调节演算，其输出结果为径流过程及水位过程。
[0075] 当人类活动改变了下垫面的持水能力时，如流域地下水的开发导致包气带厚度发 生变化时，通过多年资料建立的地下水埋深与蓄水容量关系，修正有限元模型蓄水容量参 数。如泉水头等站WM与地下水埋深关系图，水位蓄量关系线见下图4、图5、图6和图7 :
[0076] 地下水埋深与蓄水容量关系如下表：
[0077]
[0078] 具体地，所述有限元分布的调整是通过有限元分布控制开关实现的。所述的有限 元模型参数的变动是通过有限元模型控制开关实现的。所述地下水埋深与蓄水容量的关系 是通过流域内有限元的地下水代表站与不同地下水埋深的有限元模型建立的，且每个有限 元都具有对应的蓄水容量参数，地下水埋深与蓄水容量关系参数如下：
[0079] 平原地区流域平均张力水容量WM为150mm时，地下水埋深I. 4-2m ;WM为160mm 时，地下水埋深2-2. 5m ;WM为180mm时，地下水埋深2. 5-6m ;WM为200mm时，地下水埋深 6_8m ;丽大于200mm时，地下水埋深大于8m。
[0080] 山丘及高地流域平均张力水容量WM为150mm时，地下水埋深7-8. 5m ;WM为160mm 时，地下水埋深8. 5-10m ;丽为180mm时，地下水埋深10-14m ;丽为200mm时，地下水埋深 14_18m ;WM大于200mm时，地下水埋深大于18m〇
[0081] 相较于现有技术，本发明的有限元控制的分布式水文模型的建模方法，通过流域 有限元的划分解决流域水文模拟计算中的非线性问题的线性尺度问题，通过有限元分布控 制开关解决由于人类活动所导致的流域下垫面属性及降水密度的改变对水文模拟的影响 问题，通过有限元模型控