[發(fā)明專利]基于MIKE模型構(gòu)建的城市下墊面產(chǎn)匯流形成過程分析方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011326358.5
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112288194A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王瑋明;牛赟
• 申請（專利權(quán)）人: 淮陰師范學(xué)院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 淮安睿合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32372
• 代理人: 湯小東

本發(fā)明公開了基于MIKE模型構(gòu)建的城市下墊面產(chǎn)匯流形成過程分析方法，步驟一：原始數(shù)據(jù)收集，通過水文手冊查算和統(tǒng)計多個城市歷時的面雨量、徑流量、前期影響雨量數(shù)據(jù)以及城市特定數(shù)據(jù)的收集；步驟二：采用MIKE11的水動力模塊建立城市下墊面模型，選取統(tǒng)計某一年中每個月的面雨量、徑流量和前期影響雨量以及城市特定數(shù)據(jù)，將上述數(shù)據(jù)其導(dǎo)入模型，同時獲取城市區(qū)域的河流水系圖片或矢量數(shù)據(jù)、河道斷面測量數(shù)據(jù)、湖泊地形測量數(shù)據(jù)。該基于MIKE模型構(gòu)建的城市下墊面產(chǎn)匯流形成過程分析方法，不僅將城市面雨量、徑流量和前期影響雨量帶入模型，還可根據(jù)城市特定數(shù)據(jù)的數(shù)值來分析出城市下墊面產(chǎn)匯流的具體形成過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及下墊面技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于MIKE模型構(gòu)建的城市下墊面產(chǎn)匯流形成過程分析方法。

背景技術(shù)

下墊面是氣候形成的重要因素，是指在熱量、動量和水汽交換過程中與大氣相互作用的地球表面(土壤、草地、水體等)，下墊面性質(zhì)對大氣溫度、濕度、風(fēng)等有很大影響。城市氣候的形成與原有下墊面性質(zhì)改變和人類活動強(qiáng)度密切相關(guān)，城市下墊面是導(dǎo)致城市氣候形成的直接原因。降水形成的水流，從它產(chǎn)生的地點向流域出口斷面的匯集過程。全稱流域匯流，是徑流形成概化過程的后一階段。匯流可分為坡地匯流及河網(wǎng)匯流兩個子階段。坡地匯流指降雨產(chǎn)生的水流從它產(chǎn)生地點沿坡地向河槽的匯集過程。坡地是產(chǎn)流的場所，也是徑流輸移的場所。坡地匯流包括坡面、表層和地下三種徑流成分的匯流。坡面上的水流多呈溝狀或片狀，從產(chǎn)流地點到河網(wǎng)的流程不長，因此匯流歷時較短。由于坡面糙率大，坡度陡，水流慣性作用可以忽略。表層匯流和地下匯流均屬有孔介質(zhì)中的水流運(yùn)動。它們的運(yùn)動都比地面流緩慢。表層匯流速度比地下匯流高得多，地下匯流的速度最低。指根據(jù)給定流域上一場降雨的凈雨量的時空分布，推求流域出口斷面徑流量的變化過程(或稱流量過程)。中小流域的匯流計算，一般在徑流成因公式基礎(chǔ)上經(jīng)過一定概化和簡化后進(jìn)行，其中常用的流域匯流曲線是流域單位過程線(包括經(jīng)驗單位線、成因單位線和綜合單位線等)或等流時線面積分配曲線。較大流域的匯流計算比較復(fù)雜，主要應(yīng)考慮：輸入(凈雨或總?cè)肓?在時程上的變化和面分布的不均勻性；流域上不同地點的入流需要經(jīng)過不同的調(diào)蓄作用；流域的蓄泄關(guān)系(指流域出口斷面流量與流域蓄水量之間的定量關(guān)系)一般是非線性的。匯流計算方法很多，按流域蓄泄關(guān)系特性可分為線性和非線性匯流模型；按輸入空間分布特征可分為集總參數(shù)和分布參數(shù)模型；按徑流成分可分為地表徑流、表層徑流和地下徑流模型，按流域匯流階段可分為坡地匯流與河槽或河網(wǎng)匯流計算模型等。

現(xiàn)有對城市下墊面產(chǎn)匯流形成的分析方法不全面，不能夠?qū)⒊鞘袃?nèi)一些特定的數(shù)據(jù)加以對比，導(dǎo)致得出的分析數(shù)據(jù)與實際數(shù)值差異較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供基于MIKE模型構(gòu)建的城市下墊面產(chǎn)匯流形成過程分析方法，以解決上述背景技術(shù)中的現(xiàn)有對城市下墊面產(chǎn)匯流形成的分析方法不全面，不能夠?qū)⒊鞘袃?nèi)一些特定的數(shù)據(jù)加以對比，導(dǎo)致得出的分析數(shù)據(jù)與實際數(shù)值差異較大問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于MIKE模型構(gòu)建的城市下墊面產(chǎn)匯流形成過程分析方法，其步驟如下：

步驟一：原始數(shù)據(jù)收集，通過水文手冊查算和統(tǒng)計多個城市歷時的面雨量、徑流量、前期影響雨量數(shù)據(jù)以及城市特定數(shù)據(jù)的收集；

步驟二：采用MIKE11的水動力模塊建立城市下墊面模型，依據(jù)MIKE11軟件默認(rèn)值設(shè)定空白的MIKE11水動力模型的淺水方程參數(shù)CLF、干濕邊界、渦粘性系數(shù)、糙率、科氏力初始值，依據(jù)城市區(qū)域的實測風(fēng)力數(shù)據(jù)設(shè)定風(fēng)力初始值，得到研究區(qū)域的MIKE11水動力模型并進(jìn)行城市地形網(wǎng)格的繪制，選取統(tǒng)計某一年中每個月的面雨量、徑流量和前期影響雨量以及城市特定數(shù)據(jù)，將上述數(shù)據(jù)其導(dǎo)入模型，同時獲取城市區(qū)域的河流水系圖片或矢量數(shù)據(jù)、河道斷面測量數(shù)據(jù)、湖泊地形測量數(shù)據(jù)，對城市區(qū)域水網(wǎng)模型進(jìn)行概化，提取典型河流和湖泊，生成產(chǎn)匯流文件；

步驟三：將多個城市特定數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型，基于降水量數(shù)據(jù)柵格以及坡面度柵格劃分為四個區(qū)域；