[发明专利]一种网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法

权利要求书

1.一种网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法，包括：步骤1、确定网格尺寸；所述步骤1：根据研究区域的范围和研究需要确定所建立网格化河北模型的网格大小，Nm×Nm，N＞0，30m×30m、500m×500m或1km×1km，一次建模过程中各网格的大小应保持一致；

步骤2、得到网格水流方向；步骤3、计算汇流面积；所述步骤3中计算各网格流经坡面任一点单位等高线长度的汇流面积，用α表示，计算公式为：

α＝(N+1)·A；

式中：N为单元格上游汇入该单元格的汇流网格数；A为单个网格面积；

步骤4、计算各网格的坡度；所述步骤4中：计算各网格的坡度，用β表示，计算公式为：

式中：Δh为相邻网格间的高程差；Δl为相邻网格中心的距离，若该网格的水流方向为正东、正南正西或正北，则Δh等于单元网格长度，若该网格的水流方向为东北、东南西北或西南，则Δh等于2倍单元格网长度；

步骤5、计算地形指数；所述步骤5：根据步骤3和步骤4中的计算结果计算各网格的地形指数γ，计算公式为：

步骤6、计算各网格地形指数差值；

所述步骤6：计算各网格地形指数差值，即各网格地形指数和该研究区最小地形指数之间的差，计算公式为：

γ′_i＝γ_i-γ_min

式中，γ′_i为各网格地形指数和该研究区最小地形指数的差值，γ_i为各网格的地形指数，γ_min为该研究区最小地形指数；

步骤7、建立地形指数累计分布曲线；

步骤8、相同面积比例对应下渗能力和地形指数差值的拟合；

所述步骤8：集总式河北模型中存在一条土壤下渗能力的分配曲线，即

其中，a为小于或等于某一下渗率的面积占流域面积的比值，f_m为流域最大点的下渗能力，f_i为流域某一点的下渗能力，n为系数，通过降雨径流资料率定集总式河北模型得到n和f_m；

选择相同面积比例对应的下渗能力分配曲线和地形指数累计分布曲线上对应的下渗能力值和地形指数差值，其中横坐标为地形指数差值，纵坐标为下渗能力值，拟合二者的关系，可表示为：

f_j＝F(γ'_i,θ)；

式中，θ为拟合二者关系时的参数，γ′_i为步骤6中各网格地形指数和该研究区最小地形指数的差值，f_i为流域中对应差值为γ′_i的网格的下渗能力。

2.根据权利要求1所述网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法，其特征在于：所述步骤7：以纵坐标为地形指数差值，横坐标为小于某一地形指数差值的网格占总网格数的比例，建立地形指数累计分布曲线的相关关系，即：

式中，为小于某一地形指数差值的网格占总网格数的比例，γ′_i为步骤6中各网格地形指数和该研究区最小地形指数的差值。

3.根据权利要求2所述网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法，其特征在于：通过各网格的网格地形指数差值可计算得到各网格的下渗能力。

4.根据权利要求1所述网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法，其特征在于：所述步骤1：根据研究区域的范围和研究需要确定所建立网格化河北模型的网格大小：30m×30m，500m×500m,一次建模过程中各网格的大小应保持一致。

5.根据权利要求1所述网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法，其特征在于：所述步骤2：借助Arcgis 10.2中的水文分析工具，通过单流向法得到流域的汇流累计矩阵，汇流累计矩阵标识的数为各个单元格上游汇入该单元格的汇流网格数，同时得到各网格的流向。