[发明专利]基于曼宁方程计算地表糙率的方法

权利要求书

1.一种基于曼宁方程计算地表糙率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在畦灌过程中测量任意相邻三点的速度、势能与水深值；

S2、构建畦灌条件下地表对水流的沿程阻力计算模型，具体为：

基于阻力平方区理论，根据不同特征尺度对畦灌过程中畦灌水流的影响，构建畦灌条件下地表对水流的沿程阻力计算模型，表示为：

S_f＝A(u+u²)

其中，S_f为地表对水流的沿程阻力，A为包含地表糙率n的比例系数，u为水流速度；

S3、基于沿程阻力计算模型，采用曼宁方程计算地表摩擦力，得到全水动力学模型的动量平衡方程，表示为：

其中，h为水深，z为水面线与水平线的距离，t为时间，x为坐标方向，g为重力加速度；

S4、对全水动力学模型的动量平衡方程采用中心差分格式进行离散，表示为：

其中，u_i-1,u_i,u_i+1分别为测量点i-1,i,i+1处的水流速度，ξ_i+1,ξ_i-1分别为测量点i+1,i-1处的势能，h_i为测量点i处的水深，Δx为相邻测量点之间的距离， 得到地表糙率的计算模型，表示为：

S5、利用步骤S1的测量数据对地表糙率的计算模型进行求解。

2.如权利要求1所述的基于曼宁方程计算地表糙率的方法，其特征在于，所述步骤S1中，在任意相邻的三个测量点分别设置测尺和皮托管，在设定时间内测量得到各测量点的速度、势能与水深值物理量时间序列，并对物理量时间序列进行统计平均处理。