[发明专利]基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法

权利要求书

1.一种基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法，其特征在于，所述基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法包括：采集研究区域空间地理数据、气象数据、降雨相关的水文数据及水文地质基础数据；结合所采集的数据，构建适用于研究区域的SWMM与MODFLOW耦合模型；构建不同降雨情景，结合SWMM模型分析不同降雨情境下地表水的动态变化；结合SWMM模型模拟结果，构建不同降雨补给情景，结合MODFLOW模型分析不同降雨补给情景下地下水动态变化；

所述研究区域的SWMM与MODFLOW耦合模型的构建方法包括：

步骤一：对搜集的基础数据进行处理，形成符合实际和模型计算要求的形式，利用SWMM模型构建地表产汇流模型，并对构建的SWMM模型进行参数率定，评价模型精度；

步骤二：建立MODFLOW模型，确定地下水含水系统结构，构建有限差分网格，划分水文地质参数分区，确定边界条件；

步骤三：提取SWMM模型模拟结果的下渗量作为MODFLOW模型的降雨补给的输入项，并对构建的MODFLOW模型进行水量均衡计算。

2.如权利要求1所述的基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法，其特征在于，所述评价模型精度的方法为：

步骤一：将研究区域SWMM模型的汇水区概化为与MODFLOW模型中有限差分网格对应；

步骤二：在SWMM模型中构建地表产流模型，分别对渗透地表、洼蓄不渗透地表和无洼蓄不渗透地表的径流量分别进行计算，然后通过面积的加权平均获得子汇水区域的径流出流过程线；

步骤三：在SWMM模型中采用非线性水库模型进行地表产流演算；

步骤四：结合降雨、土壤类型及地面状况选取适合当地的下渗模型来模拟当地的下渗过程。

3.如权利要求1所述的基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法，其特征在于，所述确定地下水含水系统结构，构建有限差分网格，划分水文地质参数分区，确定边界条件的方法为：

步骤一：将模拟区域分层，并划分为若干单元格，根据SWMM模型中汇水区概化情况确定MODFLOW模型的有限差分网格，使两个模型的坐标位置对应，并使MODFLOW模型的有效计算网格和SWMM模型的汇水区网格对应；

步骤二：确定层顶部高程，根据研究区域的水文地质图，确定MODFLOW模型中各水文地质参数的分区；

步骤三：根据搜集的研究区域的地下水水位初始数据，确定模型初始条件；

步骤四：根据研究区域内河流湖泊的水位数据，确定模型边界条件。

4.如权利要求1所述的基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法，其特征在于，所述对构建的MODFLOW模型进行水量均衡计算的方法为：

步骤一：提取SWMM模型模拟结果中每个子汇水区对应的下渗时间序列，经过单位格式的变换作为MODFLOW模型中Recharge模块的输入文件；

步骤二：根据各水文地质参数及分区，建立研究区的地下水流数学模拟模型。

5.如权利要求4所述的基于SWMM与MODFLOW耦合的水资源模拟方法，其特征在于，所述地下水流数学模拟模型为：

其中：K_x，K_y和K_z为渗透系数在x、y和z方向上的分量；假定渗透系数的主轴方向与坐标轴的方向一致，量纲为(LT^-1)；

h：水头(L)；

W：单位体积流量(T^-1)，用以代表流进汇或来自源的水量；

Ss：空隙介质的贮水率(L^-1)；

T：时间(T)。