[发明专利]一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法

权利要求书

1.一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，采用子流域套等高带的方式作为模型基本计算单元，确定子流域范围及等高带范围；

基于DEM对子流域和等高带内的栅格进行分析统计，并获取子流域、等高带相关参数；

S2，基于DEM提取等高带内的模拟河道和沟道，并统计模拟沟道的数量及平均长度；根据子流域内各栅格最终汇入的河道沟道栅格类型，统计沟道和河道汇流栅格个数，并计算沟道河道径流分配系数；

S3，设定淤地坝只存在于沟道上，且将每个沟道上的所有淤地坝概化为一个等效淤地坝，并假定每条沟道上淤地坝大小一样且位于沟道出口处，统计淤地坝的相关参数；

S4，基于运动波方程对各等高带坡面进行汇流模拟得出各等高带坡面汇流量，所有等高带坡面汇流结束后，计算总的进入沟道的流量，并除以沟道个数得到单个沟道侧向入流量，并采用运动波方程对沟道汇流过程进行模拟；

S5，对S4步骤计算的沟道汇流量进行淤地坝调蓄模拟，即淤地坝先拦蓄一部分沟道径流，加入淤地坝储量中，再根据淤地坝水量平衡模拟出流量，从而实现淤地坝对沟道径流量的调节作用；

S6，采用运动波方程对子流域河道进行汇流模拟，重复步骤S4-S6，直到所有子流域汇流模拟结束。

2.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1中：

所述子流域是地表水文过程相对独立的区域单元，用于沟道、河道汇流运算；所述等高带是子流域内部的细分，用于反映高程变化的差异影响，用于产流、坡面汇流运算；

确定等高带范围包括：首先确定等高带个数，再依据等高带的个数确定等高带范围。

3.根据权利要求2所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1中：

所述等高带的个数确定方法包括以下两种：

方法一：给定最大等高带个数和最小等高带面积阈值参数计算获得；首先采用子流域面积除以最小等高带面积阈值确定等高带个数，再同最大等高带个数求最小值得到最终的等高带个数；

方法二：给定等高带平均面积参数计算获得；采用子流域面积除以等高带面积，向上取整得出最终的等高带个数；

根据等高带个数确定等高带范围的方法，包括对子流域内所有栅格按高程降序排列，获得最高和最低高程值，采用等高带个数将这个高程区间进行等分，按高程从高到底依次从1开始自然数编号；遍历子流域内栅格，根据栅格高程位于的高程区间分别赋值对应的区间编号，从而确定各等高带范围，即相同编号的栅格位于同一个等高带。

4.根据权利要求3所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1中：根据划分的等高带范围，以DEM为基础数据提取等高带的坡度、长和宽参数；

其中，等高带坡度是等高带范围内所有栅格坡度的平均值，等高带宽是沿着坡面流向的长度，等高带长是垂直坡面流向的长度，长和宽计算公式如下：

wid_c＝(H_max-H_min)/sin(slope)

len_c＝A_c/wid_c

其中，wid_c为等高带宽，len_c为等高带长，H_max是等高带范围内的最大高程，H_min是等高带范围内的最小高程，slope是等高带平均坡度，Ac是等高带面积。