[發(fā)明專利]基于地形比例尺的模型流域時(shí)段單位線的構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810652960.4
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108951531B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙勇;龔家國;彭玕;曾慶慧;胡鵬;王英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02;G06F17/50
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡;李林合

本發(fā)明公開了一種基于地形比例尺的模型流域時(shí)段單位線的構(gòu)建方法，該方法包括獲取研究流域的空間地理信息，并將其按設(shè)定比例縮小得到的模型流域?qū)胧覂?nèi)降雨區(qū)中；基于區(qū)域降雨人工模擬系統(tǒng)的空間剖分結(jié)構(gòu)將室內(nèi)降雨區(qū)劃分成若干區(qū)塊，并將模型流域位于的區(qū)塊標(biāo)記為流域子塊；采用研究流域中雨量站測量的日降雨量及雨量站與流域子塊的權(quán)重，計(jì)算流域子塊的日降雨量；采用流域子塊的日降雨量、雨量雨力關(guān)系模型、降雨歷時(shí)及每個(gè)流域子塊中模型流域的占比，計(jì)算模型流域的室外小時(shí)降雨量；計(jì)算模型流域在室內(nèi)研究時(shí)的室內(nèi)凈雨量和室內(nèi)徑流量；計(jì)算模型流域在室內(nèi)的瞬時(shí)單位線；根據(jù)模型流域在室內(nèi)的瞬時(shí)單位線，構(gòu)建凈雨為z mm的時(shí)段單位線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利工程及水文實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于地形比例尺的模型流域時(shí)段單位線的構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

區(qū)域水文過程試驗(yàn)是當(dāng)前水文試驗(yàn)研究的主要發(fā)展方向之一，采用模型流域開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)轉(zhuǎn)換從而獲取和掌握室外研究流域的水文規(guī)律，具有時(shí)效性高、費(fèi)效比高等諸多優(yōu)點(diǎn)。然而模型流域的水文特性如何表征室外研究流域，還存在著很多不確定性。當(dāng)前主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行組合嘗試等辦法開展室內(nèi)區(qū)域水文過程實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明通過提出基于地形比例尺的模型流域時(shí)段單位線的構(gòu)建方法，將有效提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，節(jié)省大量的人力、物力和時(shí)間成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有區(qū)域水文實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不足，本發(fā)明提供的基于地形比例尺的模型流域時(shí)段單位線的構(gòu)建方法可以提升室內(nèi)區(qū)域水文實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)效率。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種基于地形比例尺的模型流域時(shí)段單位線，其包括：

獲取研究流域的矢量信息，并將其按設(shè)定比例縮小得到的模型流域?qū)胧覂?nèi)區(qū)域降雨人工模擬系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域中；

按照區(qū)域降雨人工模擬系統(tǒng)的空間剖分結(jié)構(gòu)將室內(nèi)降雨區(qū)劃分成若干區(qū)塊，，并將模型流域位于的區(qū)塊標(biāo)記為流域子塊；

采用研究流域中雨量站測量的日降雨量及雨量站與流域子塊的權(quán)重，計(jì)算流域子塊的日降雨量；

采用流域子塊的日降雨量、雨量雨力關(guān)系模型、降雨歷時(shí)及每個(gè)流域子塊中模型流域的占比，計(jì)算模型流域的室外小時(shí)降雨量；

計(jì)算模型流域在室內(nèi)研究時(shí)的室內(nèi)凈雨量和室內(nèi)徑流量：

其中，R為模型流域的室內(nèi)凈雨量；I₀為室內(nèi)初損值，為室內(nèi)平均下滲率，t_c為產(chǎn)流歷時(shí)；P_后為降雨后期不產(chǎn)流的雨量；Q為模型流域的實(shí)際徑流量；Q′為模型流域的室內(nèi)徑流量；K₃為Q與Q′間的比例尺；D′為模型流域的室內(nèi)小時(shí)降雨量；D為模型流域的室外小時(shí)降雨量；K₄為D與D′間的比例尺；

根據(jù)模型流域的室內(nèi)凈雨量和室內(nèi)徑流量，計(jì)算模型流域在室內(nèi)的瞬時(shí)單位線：

其中，n′為反應(yīng)模型流域調(diào)蓄能力的參數(shù)；Γ(n′)為n′的伽馬函數(shù)；k′為線性水庫的調(diào)蓄系數(shù)；e為自然對數(shù)；t為時(shí)間變量；分別為室內(nèi)徑流量Q′的一階和二階原點(diǎn)矩；M_R⁽¹⁾、M_R⁽²⁾分別為室內(nèi)凈雨量R的一階和二階原點(diǎn)矩；

根據(jù)模型流域在室內(nèi)的瞬時(shí)單位線，構(gòu)建凈雨為z mm的時(shí)段單位線：

其中，q′(Δt，t)為時(shí)段單位線的縱坐標(biāo)；Δt為凈雨時(shí)段；F′為模型流域面積。