发明名称 一种基于GIS的非参数河网汇流模型
摘要 本发明公开了一种基于GIS的非参数河网汇流模型,属于流域汇流模型技术领域。本发明通过量化参数时所统计的流域出口得到断面河宽与平均河宽的关系表达式。本发明结合了近年来飞速发展的GIS技术,实现河网汇流的非参数计算模型,减少汇流计算中参数的个数。本发明率定参数明确,从而不受率定参数影响导致不明确,本发明的应用性强、通用性全面,因此可以全面推广。
申请公布号 CN105653792A 申请公布日期 2016.06.08
申请号 CN201511018874.0 申请日期 2015.12.30
申请人 四川大学 发明人 梁煜峰;周宏伟;周家文;曹畑;王子豪;林柯柯
分类号 G06F17/50(2006.01)I 主分类号 G06F17/50(2006.01)I
代理机构 北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司 11385 代理人 董芙蓉
主权项 一种基于GIS的非参数河网汇流模型,其特征在于:包括以下建立步骤:①建立河网蓄泄方程河网蓄水类似水库,其蓄水量为<img file="FDA0000896240440000011.GIF" wi="1462" he="87" />式中:W<sub>t</sub>为河网蓄水量(m<sup>3</sup>);L<sub>w</sub>为河网总长(m);<img file="FDA0000896240440000016.GIF" wi="50" he="69" />为河网平均河宽(m);<img file="FDA0000896240440000017.GIF" wi="42" he="70" />为河网平均水深(m);出口断面水位流量关系采用曼宁公式:<img file="FDA0000896240440000012.GIF" wi="1413" he="174" />式中:Q<sub>t</sub>为出口断面流量(m<sup>3</sup>/s);n为糙率;A为出口断面面积(m<sup>2</sup>);R为出口断面水力半径(m);χ为出口断面湿周(m);J为出口河段比降;B为出口断面河宽(m);h为出口断面平均水深(m);假定流域出口断面为宽浅河槽,可用下式进行描述:A≈Bh;χ=B             (3) 式中:<img file="FDA0000896240440000013.GIF" wi="395" he="79" />则可建立出口断面流量Q<sub>t</sub>与河网蓄水量W<sub>t</sub>函数关系——河网蓄泄关系;<img file="FDA0000896240440000014.GIF" wi="1397" he="340" />则<img file="FDA0000896240440000015.GIF" wi="1382" he="140" />②河网出流方程联解上述河网蓄泄关系式与河网水量平衡式,取差分得:<img file="FDA0000896240440000021.GIF" wi="1237" he="128" /><img file="FDA0000896240440000022.GIF" wi="1341" he="127" />根据式(7),已知入流过程可求出流过程;模型参数:流域出口断面河宽B,出口断面面积A,流域河网长度L<sub>w</sub>,出口断面河道比降J,出口断面河宽与河网平均河宽比K<sub>1</sub>,出口断面平均水深与河网平均水深比K<sub>2</sub>;③参数确定:根据流域出口实测大断面资料,可直接确定B、J、A;根据ArcGIS软件可直接提取L<sub>w</sub>;计算模型的K<sub>1</sub>、K<sub>2</sub>两参数;根据上述关系趋势线,已知出口断面河宽即可推求平均河宽,按<img file="FDA0000896240440000023.GIF" wi="159" he="127" />即可推求K<sub>2</sub>,实现K<sub>1</sub>、K<sub>2</sub>定量化,实现整个计算过程非参数化。
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