[发明专利]一种地表网格分层建模方法及系统

权利要求书

1.一种地表网格分层建模方法，包括获取建模基础数据，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤1：使用地表网格分层方法把地表构筑物结构划分为若干层网格；所述地表网格分层方法包括以下两个部分：

1)坚持平面二维、竖向分层的原则对地表网格进行剖分，根据构筑物是否承接降雨及汇水结构特征，把地表模型在垂直方向分为若干层网格；

2)垂向分层时，保证垂向相互重叠的多层网格的大小、形状、网格边、结构完全一致；

针对所述若干层网格之间构建汇流关系时，对各层网格间的汇流关系展开分析，以平面共线网格边构建不同层网格间的耦合关系，一条网格边作为三个及以上网格的共有边；

步骤2：对顶层网格进行降雨产流计算；

步骤3：对地表各层网格进行汇流计算；

步骤4：生成复杂多层构筑物产汇流过程模型。

2.如权利要求1所述的地表网格分层建模方法，其特征在于，所述地表网格分层方法是根据建模对象的实际状况，分析各层地表的产汇流特征，确定地表建模需要划分网格的层数以及每层网格的建模对象。

3.如权利要求1所述的地表网格分层建模方法，其特征在于，所述降雨产流采用初损后损法计算每个网格单元的产流，将净雨产生过程简化为初损和后损两个水文过程，即扣除初损和后损，剩余的降水即为净雨。

4.如权利要求3所述的地表网格分层建模方法，其特征在于，所述初损是指在网格单元内由于植物截留、坑洼截留和尘土吸附引起水量损失，初损的计算公式如下：

其中，FI为初期损失水量(mm)，P为累积降雨量(mm)，im为最大前损量(mm)。

5.如权利要求3所述的地表网格分层建模方法，其特征在于，所述后损是指网格单元内土壤下渗引起的水量损失，地表网格下渗能力计算采用经典的霍顿下渗理论，霍顿下渗公式如下：

f_m(t)＝f_c+(f₀-f_c)e^-kt

其中，f_m为实际下渗能力(mm/h)，f₀为最大下渗能力(mm/h)，f_c为稳定下渗能力(mm/h)，k为下渗衰减系数，t为下渗历时(h)。

6.如权利要求1所述的地表网格分层建模方法，其特征在于，所述地表分层网格的汇流关系包括层内网格汇流和/或层间网格汇流。

7.如权利要求6所述的地表网格分层建模方法，其特征在于，所述层间网格汇流包括以下步骤：

步骤31：对各层网格间的汇流关系展开分析；

步骤32：以平面共线网格边为桥梁构建不同层网格间的耦合关系。

8.一种地表网格分层建模系统，包括用于获取建模基础数据的数据获取模块，其特征在于，还包括以下模块：

网格划分模块：用于使用地表网格分层方法把地表构筑物结构划分为若干层网格；所述地表网格分层方法包括以下两个部分：

1)坚持平面二维、竖向分层的原则对地表网格进行剖分，根据构筑物是否承接降雨及汇水结构特征，把地表模型在垂直方向分为若干层网格；

2)垂向分层时，保证垂向相互重叠的多层网格的大小、形状、网格边、结构完全一致；

针对所述若干层网格之间构建汇流关系时，对各层网格间的汇流关系展开分析，以平面共线网格边构建不同层网格间的耦合关系，一条网格边作为三个及以上网格的共有边；

产流计算模块：用于对顶层网格进行降水产流计算；

汇流计算模块：用于对地表各层网格进行汇流计算；

模型生成模块：用于生成复杂多层构筑物产汇流过程模型。