[發明專利]一種柵格尺度考慮水利工程攔蓄的河道匯流演算方法

有效

• 申請號: 202210429741.6
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114840989B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張珂;羅煜寧;陳新宇
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

1.一種柵格尺度考慮水利工程攔蓄的河道匯流演算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取流域的DEM數據和遙感影像數據，并以DEM的每個柵格單元作為計算單元，根據計算單元上是否有河道將計算單元劃分為河道柵格單元和非河道柵格單元；

步驟2，基于DEM數據和遙感影像數據，提取攔河水利工程的空間信息；根據提取的攔河水利工程的空間信息，獲取各個攔河水利工程的防洪庫容、所處位置及控制范圍；

步驟3，計算流域內每個河道柵格單元的河道攔蓄庫容，估算每個河道柵格單元的初始河道攔蓄量；

步驟4，使用考慮河道攔蓄庫容的逐網格匯流演算方法進行河網匯流演算；

步驟4中，考慮河道攔蓄庫容的逐網格匯流演算方法為：

式中，代表第t+Δt′時刻第i個河道柵格的河道出流量；代表第t+Δt時刻第i個河道柵格的河道徑流量，為流入該河道柵格的地表徑流、壤中流、地下徑流及河道徑流之和；代表為第i個河道柵格在t+Δt對應時刻的Δt時段內的河道攔蓄量；代表第t時刻第i個河道柵格的河道徑流量，為流入該河道柵格的地表徑流、壤中流、地下徑流及河道徑流之和；為第t時刻第i個河道柵格對應的出口斷面流量；為第i個河道柵格在t對應時刻的Δt時段內的河道攔蓄量；β為單位換算系數，將河道攔蓄量換算為單位時間Δt內的平均攔蓄流量；C₀、C₁，C₂為河道匯流演算系數；

河道攔蓄量由下式求解得到：

式中，I_cha為累計河道攔蓄量，I_chm為河道攔蓄庫容；

累計河道攔蓄量I_cha的計算方法為：

式中，為受當前攔河水利工程控制的所有河道柵格在k時刻對應的Δt時段內的總河道攔蓄量，I_ch0為初始河道攔蓄量；

每個河道柵格單元的河道攔蓄庫容和初始河道攔蓄量的計算方法為：

I_chm＝V_f

式中，V_f為攔河水利工程的防洪庫容；n為攔河水利工程控制范圍內柵格單元的數量；為攔河水利工程控制范圍內的所有柵格單元的累積初始張力水量；為攔河水利工程控制范圍內的所有柵格單元的累積張力水蓄水容量；

各個攔河水利工程的防洪庫容由下式求解得到：

式中，Data_wcp＝1表示該攔河水利工程有防洪庫容資料，V_fc為有庫容資料的攔河水利工程防洪庫容值；Data_wcp＝0表示該攔河水利工程無防洪庫容資料，ΔW為無庫容資料的攔河水利工程防洪庫容估算值；

逐網格河道匯流演算系數C₀、C₁及C₂分別為：

式中，Δt為單位時段；k_ch和x_ch為逐網格河道演算參數，按照經驗進行估算后結合實測洪水過程進行參數率定求得。