[發明專利]一種山丘區季節性河流長度的定量估算方法

有效

• 申請號: 201710039065.0
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106801400B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 李偉;林錦;萬毅;張高超;龍玉橋;閔星;韓江波;崔婷婷
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 李芙蓉;馮建基

本發明涉及一種山丘區季節性河流長度的定量估算方法，通過收集所需的水文氣象資料和水文地質資料、提取退水過程數據和繪制退水曲線圖、細分退水曲線圖并判定退水曲線的上下邊界、采用試算法繪制河流長度與含水層飽和厚度關系曲線并最終根據該曲線定量估算河流長度的取值范圍。本發明的技術方案主要依靠實測退水徑流數據，采用簡明的公式和圖式法，具有良好的操作性和實際應用價值，為山丘區季節性河流水文特征分析提供了技術支撐，可合理地定量估算山丘區不同豐枯水文條件下的季節性河流長度。

技術領域

本發明涉及水利工程技術領域，具體涉及一種山丘區季節性河流長度的定量估算方法。

背景技術

流域退水徑流主要來源于流域地下含水層的排水，退水徑流特征是流域地表地貌、地下含水層特征的綜合反映。Brutsaert于1977年提出了基于流域退水徑流分析的含水層水文地質參數反演方法，此后，這一方法已廣泛應用于不同流域并取得了良好的效果。但目前仍然主要應用于含水層滲透系數、給水度等地下水文地質參數的估算，在流域河網長度等地表地貌參數估算方面的應用還很少見。

山丘區河流通常是中下游河網的河源區，是流域內徑流的重要產區和匯流區，山丘區河道作為徑流的傳輸載體，具有明顯的季節性特征。通常表現為，在豐水年份，河網水系發達，支流密布，在枯水年份，河網水系衰減，支流干涸，只有主要干流河道排水。準確掌握不同豐枯情形下的季節性河流長度特征，對于流域水文情勢分析，防洪排澇演算，水系連通性評估與水體納污能力計算，水生態流量評價等具有重要意義。目前獲取山丘區河流長度季節性變化的常用手段包括野外實地調查和遙感影像分析方法。但現有方法主要存在的問題與不足是，野外調查方法費時費力，時效性差，而且經常受限于山區復雜地形的可達條件，基于遙感影像分析的河流長度提取較為方便，但提取結果與圖像解譯能力密切相關，同時受到遙感影像的覆蓋范圍、監測頻率的影響，在監測范圍和遙感成像時段之外，無法定量估算季節性河長的動態特征。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于實測徑流量數據的山丘區季節性河流長度的定量估算方法，用以解決現有山丘區季節性河流長度獲取方法的不足。

為實現上述目的，本發明公開了一種山丘區季節性河流長度的定量估算方法。具體地，該方法包括如下步驟：

(1)收集水文氣象和水文地質資料，包括山丘區河流干流上典型控制斷面的多年連續觀測徑流量數據及降水、蒸發數據及流域內含水層水文地質資料；

(2)提取退水過程數據，計算退水過程的退水速率，繪制退水曲線圖；

(3)細分退水曲線圖，判定退水曲線的上下邊界；

(4)采用試算法，基于上邊界特征值估算每個子區間內飽和含水層飽和厚度D與河流長度B的取值范圍，最后繪制得到B與D的曲線圖；

(5)根據收集的流域資料從B與D的曲線圖上定量估算河流長度的取值范圍；

進一步地，步驟(2)具體為：(2)從多年連續徑流量數據中挑選提取出多個退水過程數據，計算每個退水過程的退水速率，在自然對數坐標中點繪退水曲線、形成退水曲線圖；

再進一步地，步驟(3)具體為：按照退水流量的變化范圍，將步驟(2)中形成的退水曲線細分為多個子區間，觀測判定每個子區間內曲線分布的上下邊界，求出上邊界特征值；

再進一步地，步驟(3)中每個子區間內曲線分布的上邊界設定為一條斜率為3的切線，這條切線的截距即為這個子區間內退水曲線的上邊界特征值；

再進一步地，所述上邊界特征值為α，根據山區傾斜含水層排水的Brutsaert解析解，α的表達式為：

α＝1.133/B²kD³fcosi (3)