[發明專利]一種針對指定流域物理模型建造方法

在審

• 申請號: 201811007645.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109299520A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 沈旭輝;劉金濤;韓小樂;王萬杰;周惟;姜釩
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/10;G06T19/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于原流域高程數據建立流域物理模型中的基巖模型；

2)根據原流域土壤特性建造覆蓋于基巖模型表面的土壤替代材料層。

2.根據權利要求1所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，所述步驟1)的具體步驟為：

11)按照原流域高程數據建立三維基巖模型；

12)對三維基巖模型的高程及流域范圍進行縮放；

13)將三維基巖模型的水平投影邊界進行劃分：建立水平投影坐標系，取每條線段的端點坐標，構造多邊形；

14)對原流域提取預設分辨率的高程數據，并根據步驟12)中的縮放比例進行縮放，得到用于建造基巖模型的最終三維基巖模型的高程分布，即散落高程點的坐標值；

15)建造實際的基巖模型：取場地內一點為坐標原點，按照步驟13)中的三維基巖模型的水平投影坐標系進行還原，得到實際基巖模型的邊界，采用水工模型的建造方法基于步驟14)得到的高程分布建造實際的基巖模型。

3.根據權利要求2所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，所述步驟12)具體為采用水工模型上的變態模型或正態模型，對三維基巖模型的高程及流域范圍進行縮放。

4.根據權利要求2所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，所述步驟15)具體為，利用三合板標定散落的高程點，即將三維基巖模型的水平投影中處于相同橫坐標或縱坐標的高程數據繪制在同一塊三合板上，按高程數據進行裁剪，三合板間利用混凝土填充，然后抹平表面，得到連續曲面。

5.根據權利要求1所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，所述步驟2)的具體步驟為：

21)計算選定的土壤替代材料的容重；

22)計算物理模型中土壤替代材料層厚度；

23)基于土壤替代材料的容重計算土壤替代材料總量，并依據物理模型中的土壤替代材料層厚度將土壤替代材料覆蓋于基巖模型表面，得到土壤替代材料層。

6.根據權利要求5所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，所述步驟21)具體為，利用控制變量原則，控制土壤替代材料的用量和土壤替代材料壓制容器不變，改變壓制容器中土壤替代材料的厚度，測試對應厚度下土壤替代材料的容重、孔隙度和飽和導水率，尋找孔隙度和飽和導水率與真實土壤的誤差在預設范圍的一組數據，得到對應的土壤替代材料的容重；

7.根據權利要求6所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，若建造的基巖模型為變態模型，則土壤替代材料的飽和導水率依據山坡數Pe、雷諾數Re和達西定律計算得出。

8.根據權利要求5所述的一種針對指定流域物理模型建造方法，其特征在于，所述步驟22)具體為，利用相似原理，應用指數型山坡寬度函數的平坦山坡的水流問題，得出水流相似度參數山坡Péclet數(Pe)，基于物理模型與原流域的山坡Péclet數相等，計算物理模型中土壤替代材料層厚度。