[發明專利]一種網格化河北模型的土壤下滲能力空間離散方法

在審

• 申請號: 201810829963.0
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109063306A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 劉佳;李傳哲;王洋;邱慶泰;田濟揚;孫銳;于新哲;焦裕飛;王維
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 寧波高新區核心力專利代理事務所(普通合伙) 33273
• 代理人: 涂蕭愷

1.一種網格化河北模型的土壤下滲能力空間離散方法，包括：步驟1、確定網格尺寸；所述步驟1：根據研究區域的范圍和研究需要確定所建立網格化河北模型的網格大小，Nm×Nm，N＞0，30m×30m、500m×500m或1km×1km，一次建模過程中各網格的大小應保持一致；

步驟2、得到網格水流方向；步驟3、計算匯流面積；所述步驟3中計算各網格流經坡面任一點單位等高線長度的匯流面積，用α表示，計算公式為：

α＝(N+1)·A；

式中：N為單元格上游匯入該單元格的匯流網格數；A為單個網格面積；

步驟4、計算各網格的坡度；所述步驟4中：計算各網格的坡度，用β表示，計算公式為：

式中：Δh為相鄰網格間的高程差；Δl為相鄰網格中心的距離，若該網格的水流方向為正東、正南正西或正北，則Δh等于單元網格長度，若該網格的水流方向為東北、東南西北或西南，則Δh等于2倍單元格網長度；

步驟5、計算地形指數；所述步驟5：根據步驟3和步驟4中的計算結果計算各網格的地形指數γ，計算公式為：

步驟6、計算各網格地形指數差值；

所述步驟6：計算各網格地形指數差值，即各網格地形指數和該研究區最小地形指數之間的差，計算公式為：

γ′_i＝γ_i-γ_min

式中，γ′_i為各網格地形指數和該研究區最小地形指數的差值，γ_i為各網格的地形指數，γ_min為該研究區最小地形指數；

步驟7、建立地形指數累計分布曲線；

步驟8、相同面積比例對應下滲能力和地形指數差值的擬合；

所述步驟8：集總式河北模型中存在一條土壤下滲能力的分配曲線，即

其中，a為小于或等于某一下滲率的面積占流域面積的比值，f_m為流域最大點的下滲能力，f_i為流域某一點的下滲能力，n為系數，通過降雨徑流資料率定集總式河北模型得到n和f_m；

選擇相同面積比例對應的下滲能力分配曲線和地形指數累計分布曲線上對應的下滲能力值和地形指數差值，其中橫坐標為地形指數差值，縱坐標為下滲能力值，擬合二者的關系，可表示為：

f_j＝F(γ'_i,θ)；

式中，θ為擬合二者關系時的參數，γ′_i為步驟6中各網格地形指數和該研究區最小地形指數的差值，f_i為流域中對應差值為γ′_i的網格的下滲能力。

2.根據權利要求1所述網格化河北模型的土壤下滲能力空間離散方法，其特征在于：所述步驟7：以縱坐標為地形指數差值，橫坐標為小于某一地形指數差值的網格占總網格數的比例，建立地形指數累計分布曲線的相關關系，即：

式中，為小于某一地形指數差值的網格占總網格數的比例，γ′_i為步驟6中各網格地形指數和該研究區最小地形指數的差值。

3.根據權利要求2所述網格化河北模型的土壤下滲能力空間離散方法，其特征在于：通過各網格的網格地形指數差值可計算得到各網格的下滲能力。

4.根據權利要求1所述網格化河北模型的土壤下滲能力空間離散方法，其特征在于：所述步驟1：根據研究區域的范圍和研究需要確定所建立網格化河北模型的網格大小：30m×30m，500m×500m,一次建模過程中各網格的大小應保持一致。

5.根據權利要求1所述網格化河北模型的土壤下滲能力空間離散方法，其特征在于：所述步驟2：借助Arcgis 10.2中的水文分析工具，通過單流向法得到流域的匯流累計矩陣，匯流累計矩陣標識的數為各個單元格上游匯入該單元格的匯流網格數，同時得到各網格的流向。