[发明专利]一种基于坡面沟道河道三级结构的子流域汇流模拟方法

权利要求书

1.一种基于坡面沟道河道三级结构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基本模拟计算单元，基于DEM对子流域和等高带内的栅格进行分析统计，获取子流域、等高带相关参数；

S2，对每个子流域，采用坡面-沟道-河道三级结构作为子流域汇流的汇流结构；

基于DEM数据，提取河道和沟道，并将流域栅格按类别分成3大类：坡面栅格、沟道栅格以及河道栅格；

S3，计算每个栅格到流域出口的汇流路径长度，并根据沟道栅格类别，统计沟道数量以及沟道平均长度；

S4，根据每个栅格最终汇入的河道或者沟道栅格，设置流域内各栅格的汇流属性；包括最低等高带沟道汇流栅格、最低等高带河道汇流栅格、其他等高带沟道汇流栅格、以及其他等高带河道汇流栅格；

S5，根据步骤S4确定的栅格汇流属性，分别确定等高带坡面、沟道、河道径流分配系数，所述径流分配系数用于匹分坡面汇流量，得到进入下一等高带坡面、沟道以及河道部分的径流量；

S6，采用运动波方程作为坡面、沟道、河道汇流的基本模拟公式，对子流域和等高带进行汇流模拟；

步骤S5中：

等高带坡面径流分配系数、沟道径流分配系数、河道径流分配系数分为最低等高带和其他等高带，且最低等高带和其他等高带径流分配系数分别计算；

其中最低等高带径流分配系数计算公式如下：

r_p＝0

r_g＝N_F1/(N_F1+N_F2)

r_r＝N_F2/(N_F1+N_F2)

其他等高带径流分配系数计算公式如下：

r_p＝(N_F1+N_F2)/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

r_g＝N_F3/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

r_r＝N_F4/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

其中，r_p，r_g，r_r分别表示坡面、沟道、河道的径流分配系数；N_F1为该等高带内最低等高带沟道汇流栅格个数；N_F2为该等高带内最低等高带河道汇流栅格个数；N_F3为该等高带内其他等高带沟道汇流栅格个数；N_F4为该等高带内其他等高带河道汇流栅格个数。

2.根据权利要求1所述的基于坡面沟道河道三级结构的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1前还包括：提取模拟河道过程，其具体步骤如下：

基于DEM数据，采用坡面汇流累积方法提取模拟河道，包括填洼、流向计算、汇流累计数计算、河道阈值确定及模拟河道提取步骤；

步骤S1中子流域的获取方式根据提取的模拟河道将流域划分成数目不等的子流域，其中，要求每个子流域中只有1条无分岔的河段，并将所有汇入该河段的栅格划分为同一个子流域。