[发明专利]一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法

说明书

本发明一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，在自然条件下构建的河宽模型的基础上进一步发展，提出了一种较为合理可靠地估算山区性水库库区河道宽度的方法，提高了分布式模型汇流计算的精度，解决了缺少观测资料的中小流域中山区性水库库区河道宽度的估算问题，为水库防洪调度、水力发电、河道整治等提供重要的基础数据，增强水库调度的科学性，能够更好地切实保护下游地区的安全。本发明提供的山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，主要应用流域数字高程模型，数据来源稳定可靠、计算效率高、结果客观合理，有利于流域河道宽度的自动化生成和分布式水文预报模型的直接调用，促进数字水文学、分布式水文预报模型及水库科学管理的发展。

技术领域

本发明涉及水文技术领域，具体涉及一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法。

背景技术

我国流域面积200至3000km²的中小流域近9000个，这些中小流域多位于山区，流域中沿岸水土条件好，耕地多，人口密集，一旦发生洪灾，会严重威胁人民群众的生命安全和财产安全。在新的历史条件下，开展中小河流的治理工作和提升中小河流的防洪能力已经成为亟待解决的重大问题。建设水库是提高中小河流的防洪能力的重要方法，但随着水库的建设，流域中自然河道的地理条件改变，降雨—径流关系发生显著变化，流域洪水预报难度明显加大。要结合水库做出准确的洪水预报，进行洪水河道演算，关键的因素之一就是要得到水库库区逐个河道断面的宽度，而如何准确地估算出水库库区逐个河道断面的宽度就成为了防洪设计的关键问题。

近年来，随着计算机、遥感和地理信息系统等信息技术的发展，人们能够较为容易地获取流域的空间变化信息(如地形、土壤和植被类型等)。基于数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)的分布式水文模型以其充分考虑降雨和下垫面条件空间变化的特点，现已成为流域水文模型的发展趋势。当构建分布式的水文模型进行水力学方法的河道演算时需要提供每一个栅格单元的河道宽度，这直接影响到汇流精度，因此研究河宽对汇流的影响具有重要意义，而有关这方面的研究还很少。为了进一步促进流域水文模型的发展，需要更深入研究河道宽度的计算方法。

山区中小流域常常在上游修建水库，蓄水期水位明显上升，导致库区河道的河宽增大，不满足自然条件下的河相关系，对山区性水库库区河道宽度估算的不准确限制了河道宽度这个参数在分布式建模中的应用，不利于国内分布式水文模型的发展。

针对以上不足，如何考虑山区性水库库区对河道宽度的影响，提取其客观合理的山区性水库库区的河道宽度，正是发明人需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，包括以下步骤：

步骤S1，利用流域DEM数据计算出流域中每一个栅格单元的坡度和汇流累计值A，得到流域的坡度栅格和汇流累计栅格，根据所有栅格单元的坡度绘制形成坡度栅格，根据所有栅格单元的汇流累计值A绘制形成汇流累计栅格，；

步骤S2，提取流域中的河道栅格；

步骤S3，以河道栅格单元为中心，逐栅格计算一定范围内的坡度一阶原点距，并将值赋给河道栅格单元；

步骤S4，基于全流域的汇流累计栅格，提取每一个河道栅格中的汇流累计值；

步骤S5，选取非库区河段上若干河道栅格单元作为样本，在数字地图中量取样本河道栅格单元内的河道宽度；

步骤S6，基于选取的样本河道栅格单元的测量宽度，汇流累计值和一定范围内的坡度一阶原点距构建河宽模型；