[發明專利]基于地形比例尺的模型流域時段單位線的構建方法

有效

• 申請號: 201810652960.4
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108951531B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 趙勇;龔家國;彭玕;曾慶慧;胡鵬;王英
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 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所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡;李林合

本發明公開了一種基于地形比例尺的模型流域時段單位線的構建方法，該方法包括獲取研究流域的空間地理信息，并將其按設定比例縮小得到的模型流域導入室內降雨區中；基于區域降雨人工模擬系統的空間剖分結構將室內降雨區劃分成若干區塊，并將模型流域位于的區塊標記為流域子塊；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重，計算流域子塊的日降雨量；采用流域子塊的日降雨量、雨量雨力關系模型、降雨歷時及每個流域子塊中模型流域的占比，計算模型流域的室外小時降雨量；計算模型流域在室內研究時的室內凈雨量和室內徑流量；計算模型流域在室內的瞬時單位線；根據模型流域在室內的瞬時單位線，構建凈雨為z mm的時段單位線。

技術領域

本發明涉及水利工程及水文實驗技術領域，具體涉及一種基于地形比例尺的模型流域時段單位線的構建方法。

背景技術

區域水文過程試驗是當前水文試驗研究的主要發展方向之一，采用模型流域開展室內實驗研究，對實驗結果進行科學轉換從而獲取和掌握室外研究流域的水文規律，具有時效性高、費效比高等諸多優點。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。當前主要根據經驗進行組合嘗試等辦法開展室內區域水文過程實驗。本發明通過提出基于地形比例尺的模型流域時段單位線的構建方法，將有效提高實驗的準確性和科學性，節省大量的人力、物力和時間成本。

發明內容

針對現有區域水文實驗技術的不足，本發明提供的基于地形比例尺的模型流域時段單位線的構建方法可以提升室內區域水文實驗的科學性和實驗效率。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種基于地形比例尺的模型流域時段單位線，其包括：

獲取研究流域的矢量信息，并將其按設定比例縮小得到的模型流域導入室內區域降雨人工模擬系統的覆蓋區域中；

按照區域降雨人工模擬系統的空間剖分結構將室內降雨區劃分成若干區塊，，并將模型流域位于的區塊標記為流域子塊；

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重，計算流域子塊的日降雨量；

采用流域子塊的日降雨量、雨量雨力關系模型、降雨歷時及每個流域子塊中模型流域的占比，計算模型流域的室外小時降雨量；

計算模型流域在室內研究時的室內凈雨量和室內徑流量：

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

根據模型流域的室內凈雨量和室內徑流量，計算模型流域在室內的瞬時單位線：

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

根據模型流域在室內的瞬時單位線，構建凈雨為z mm的時段單位線：

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