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。 |