[发明专利]一种基于土壤入渗能力的流量过程栅格化方法

说明书

本发明提出了一种基于土壤入渗能力的流量过程栅格化方法，包括：步骤S1，通过水位‑流量关系曲线将流域出口断面的流量过程线转化为水位过程线；步骤S2，根据土地利用类型和土壤特性数据，确定不同栅格内的流量分配权重；步骤S3，确定不同栅格径流量的分配比例，根据各栅格的流量分配权重计算流域内所有栅格的分配比例；步骤S4，根据分配比例将流域出口断面的流量分配到每个栅格内，实现流量栅格化。本发明考虑了流域不同栅格的土壤入渗能力对产流量的影响，遵循流域产汇流机理及水文过程的物理机制，降低了平均分配带来的计算误差问题，计算过程简单、好操作、易推广。

技术领域

本发明涉及数据降尺度技术领域，特别涉及一种基于土壤入渗能力的流量过程栅格化方法。

背景技术

水文预报和水动力预报的耦合是水文研究的热点问题之一。水文-水动力耦合方法中涉及到的重要环节是两者之间数据的衔接，水文模型的计算结果是流域出口断面的流量过程作为二维水动力模型的输入，而二维水动力模型基于栅格数据进行计算，需要先将一维空间尺度的水文数据转化到二维空间尺度即栅格化才能用于计算。然而，目前尚未有成熟的流量数据栅格化方法，常用的方式是将流量平均分配到各栅格，此方法的缺点是未考虑流域的空间异质性，即每个栅格的土壤入渗能力均不相同，这样处理会直接导致二维水动力计算结果在空间分布上出现较大误差。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于土壤入渗能力的流量过程栅格化方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于土壤入渗能力的流量过程栅格化方法，包括如下步骤：

步骤S1，通过水位-流量关系曲线将流域出口断面的流量过程线转化为水位过程线；

步骤S2，根据土地利用类型和土壤特性数据，确定不同栅格内的流量分配权重；

步骤S3，确定不同栅格径流量的分配比例，根据各栅格的流量分配权重计算流域内所有栅格的分配比例；

步骤S4，根据分配比例将流域出口断面的流量分配到每个栅格内，实现流量栅格化。

进一步，在所述步骤S2中，所述土地利用类型为透水性因子；所述土壤特性数据包括：土壤结构和初始含水率。

进一步，在所述步骤S2中，确定不同栅格内的流量分配权重，包括确定表征不同栅格土壤入渗能力的权重。

进一步，在所述步骤S3中，所述根据各栅格的流量分配权重计算流域内所有栅格的分配比例，包括：

其中，P_i，j表征栅格(i，j)的透水性因子；S_i，j表征栅格(i，j)的土壤结构；W_i，j是栅格(i，j)的初始含水率；i，j分别代表栅格x，y方向的序号；m,n为二维栅格的x，y方向的栅格总数；PR_i，j为不同栅格净雨量的分配比例。

进一步，在所述步骤S4中，所述根据分配比例将流域出口断面的流量分配到每个栅格内，包括：

EP_i，j＝PR_i，j×NR，

其中，EP_i，j表示流量的栅格值；NR为某一时刻流域出口断面的流量值。6