[发明专利]基于地形比例尺的模型流域时段单位线的构建方法

说明书

本发明公开了一种基于地形比例尺的模型流域时段单位线的构建方法，该方法包括获取研究流域的空间地理信息，并将其按设定比例缩小得到的模型流域导入室内降雨区中；基于区域降雨人工模拟系统的空间剖分结构将室内降雨区划分成若干区块，并将模型流域位于的区块标记为流域子块；采用研究流域中雨量站测量的日降雨量及雨量站与流域子块的权重，计算流域子块的日降雨量；采用流域子块的日降雨量、雨量雨力关系模型、降雨历时及每个流域子块中模型流域的占比，计算模型流域的室外小时降雨量；计算模型流域在室内研究时的室内净雨量和室内径流量；计算模型流域在室内的瞬时单位线；根据模型流域在室内的瞬时单位线，构建净雨为z mm的时段单位线。

技术领域

本发明涉及水利工程及水文实验技术领域，具体涉及一种基于地形比例尺的模型流域时段单位线的构建方法。

背景技术

区域水文过程试验是当前水文试验研究的主要发展方向之一，采用模型流域开展室内实验研究，对实验结果进行科学转换从而获取和掌握室外研究流域的水文规律，具有时效性高、费效比高等诸多优点。然而模型流域的水文特性如何表征室外研究流域，还存在着很多不确定性。当前主要根据经验进行组合尝试等办法开展室内区域水文过程实验。本发明通过提出基于地形比例尺的模型流域时段单位线的构建方法，将有效提高实验的准确性和科学性，节省大量的人力、物力和时间成本。

发明内容

针对现有区域水文实验技术的不足，本发明提供的基于地形比例尺的模型流域时段单位线的构建方法可以提升室内区域水文实验的科学性和实验效率。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于地形比例尺的模型流域时段单位线，其包括：

获取研究流域的矢量信息，并将其按设定比例缩小得到的模型流域导入室内区域降雨人工模拟系统的覆盖区域中；

按照区域降雨人工模拟系统的空间剖分结构将室内降雨区划分成若干区块，，并将模型流域位于的区块标记为流域子块；

采用研究流域中雨量站测量的日降雨量及雨量站与流域子块的权重，计算流域子块的日降雨量；

采用流域子块的日降雨量、雨量雨力关系模型、降雨历时及每个流域子块中模型流域的占比，计算模型流域的室外小时降雨量；

计算模型流域在室内研究时的室内净雨量和室内径流量：

其中，R为模型流域的室内净雨量；I₀为室内初损值，为室内平均下渗率，t_c为产流历时；P_后为降雨后期不产流的雨量；Q为模型流域的实际径流量；Q′为模型流域的室内径流量；K₃为Q与Q′间的比例尺；D′为模型流域的室内小时降雨量；D为模型流域的室外小时降雨量；K₄为D与D′间的比例尺；

根据模型流域的室内净雨量和室内径流量，计算模型流域在室内的瞬时单位线：

其中，n′为反应模型流域调蓄能力的参数；Γ(n′)为n′的伽马函数；k′为线性水库的调蓄系数；e为自然对数；t为时间变量；分别为室内径流量Q′的一阶和二阶原点矩；M_R⁽¹⁾、M_R⁽²⁾分别为室内净雨量R的一阶和二阶原点矩；

根据模型流域在室内的瞬时单位线，构建净雨为z mm的时段单位线：

其中，q′(Δt，t)为时段单位线的纵坐标；Δt为净雨时段；F′为模型流域面积。