[發(fā)明專利]一種用于分布式水文模型的復(fù)式河道斷面概化及計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811412785.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN109472109B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉佳嘉;嚴(yán)子奇;周祖昊;龔家國(guó);桑學(xué)鋒;牛存穩(wěn);賈仰文;王浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京捷誠(chéng)信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛(wèi)東

1.一種用于分布式水文模型的復(fù)式河道斷面概化及計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S10、采集水文斷面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表現(xiàn)出的河道斷面階梯狀特征，采用相應(yīng)數(shù)量的倒等腰梯形斷面對(duì)該復(fù)式河道斷面進(jìn)行擬合，并得到各梯形斷面的上底寬T、下底寬B、高H的值；其中，上一個(gè)梯形斷面的下底寬不小于下一個(gè)梯形斷面的上底寬，且兩者高程相同；

步驟S20、根據(jù)采集的實(shí)測(cè)水文斷面面積以及其對(duì)應(yīng)的流域匯流面積，擬合得到實(shí)測(cè)水文斷面面積與流域匯流面積的曲線，并利用該曲線及子流域的流域匯流面積，求得無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的其他子流域的河道斷面面積；

步驟S30、采用河流上最近的上游或下游的實(shí)測(cè)水文斷面的梯形斷面概化形狀作為各子流域梯形斷面概化形狀，并根據(jù)該子流域河道斷面與最近的上游或下游的實(shí)測(cè)水文斷面面積比，對(duì)該實(shí)測(cè)水文斷面的各梯形斷面參數(shù)進(jìn)行等比例縮放，得到該子流域斷面的各概化梯形斷面的參數(shù)；

步驟S40、以分布式水文模型程序讀取的格式存儲(chǔ)各子流域的梯形斷面的概化參數(shù)；

步驟S50、對(duì)每個(gè)子流域的概化梯形斷面分別求解每個(gè)梯形斷面寬高比、每個(gè)梯形斷面面積、累積梯形斷面深以及累積梯形斷面面積；

步驟S60、利用已知子流域河道斷面的過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA_h和累積梯形斷面面積，求解該子流域?qū)?yīng)的過(guò)水?dāng)嗝娴乃頷′；

步驟S70、利用已知子流域河道過(guò)水?dāng)嗝娴乃頷和累積梯形斷面深SH_k，求解該子流域?qū)?yīng)的過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA′_h、過(guò)水?dāng)嗝鏉裰堞?Sub>h、水力半徑R_h；

步驟S60具體包括以下步驟：

步驟S61、利用已知該子流域河道斷面的過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA_h與該子流域的累積梯形斷面面積逐個(gè)比較，確定使SA_k＜A_h≤SA_k+1成立時(shí)連續(xù)累積的梯形斷面?zhèn)€數(shù)k；

步驟S62、根據(jù)求得的k值和過(guò)水?dāng)嗝娴乃頷′的計(jì)算公式求解h′；

步驟S70具體包括以下步驟：

步驟S71、利用已知子流域河道過(guò)水?dāng)嗝娴乃頷與該子流域的累積梯形斷面深SH_k逐個(gè)比較，確定使SH_k＜h≤SH_k+1成立時(shí)連續(xù)累積的梯形斷面?zhèn)€數(shù)k；

步驟S72、根據(jù)求得的k值和過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA′_h計(jì)算公式求解A′_h；

步驟S73、根據(jù)求得k值和過(guò)水?dāng)嗝鏉裰堞?Sub>h的計(jì)算公式求解χ_h；

步驟S74、根據(jù)求得的過(guò)水?dāng)嗝鏉裰堞?Sub>h和水力半徑R_h計(jì)算公式求解R_h；

其中，子流域第i個(gè)梯形斷面寬高比θ_i計(jì)算公式為：

子流域第i個(gè)梯形斷面面積A_i計(jì)算公式為：

A_i＝(θ_i·H_i+B_i)×H_i

子流域的累積梯形斷面深SH_k的計(jì)算公式為：

子流域的累積梯形斷面面積SA_k的計(jì)算公式為：

其中，i表示同一個(gè)子流域內(nèi)具體梯形斷面的編號(hào)；T_i表示該子流域第i個(gè)梯形斷面的上底寬；B_i表示該子流域第i個(gè)梯形斷面的下底寬；H_i表示該子流域第i個(gè)梯形斷面的高；k為累計(jì)的梯形斷面?zhèn)€數(shù)，0≤k≤N，N為該子流域河道斷面概化的梯形斷面?zhèn)€數(shù)；

過(guò)水?dāng)嗝娴乃頷′的計(jì)算公式為：

過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA′_h計(jì)算公式為：A′_h＝SA_k+(θ_k+1·(h-SH_k)+B_k+1)×(h-SH_k)；

過(guò)水?dāng)嗝鏉裰堞?Sub>h計(jì)算公式為：

水力半徑R_h計(jì)算公式為：