[发明专利]应用概念模型的水流计算方法及系统

说明书

本发明提供一种应用概念模型的水流计算方法，基于数据高程模型通过计算机程序以模拟大区域水流，水流计算方法包括：由数据高程模型对大区域水流取得多个栅格，其中各栅格相连成大区域水流图像；划分各栅格为多个子栅格，通过栅格计算方程式来计算各子栅格的地表水信息、土壤水信息或地下水信息；根据多个子栅格中的地表水信息、土壤水信息或地下水信息通过预设参数以模拟大区域水流；其中，由预设方程式通过概念模型来计算预设参数的排水管网汇流参数。本发明提供的水流计算方法，能够提高模拟大区域水流的准确性，并通过概念模型来计算排水管网汇流参数，增加地下水信息的精密度。

技术领域

本发明涉及水流计算技术领域，具体而言，涉及一种应用概念模型的水流计算方法及系统。

背景技术

水流类型的划分是水流学研究的基础工作。数据高程模型(DEM，digitalelevation module)为水流类型划分提供了大量的基础数据，数字水流分析和水流类型的自动划分已成为研究热点。现有技术上，DEM设计实现了针对水流类型的提取方法和流程。

一般来说，大面积范围的洪涝风险分析或洪涝灾情预报是必要的，洪涝灾情预报可以给民众预防灾害。原因是不少极端大量降雨事件影响的地域范围很大，例如，台风或暴雨带来的强降雨过程。由于流域是个有机整体，需将整个流域作为研究对象，才利于集成的计算与分析。例如，流域的上游地区与下游地区是密切相关的，上游地区的洪水会直接影响下游地区的汛情。下游地区的河流水位高程或出海口海平面高程，会通过回水效应影响上游地区的河流流动。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种应用概念模型的水流计算方法及系统，采用高分辨率的栅格计算单元对大区域水流进行预测的研究，能够提高水流预测的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种应用概念模型的水流计算方法，基于数据高程模型通过计算机程序以模拟大区域水流，所述水流计算方法包括：

由所述数据高程模型对大区域水流取得多个栅格，其中各栅格相连成大区域水流图像；

划分各栅格为多个子栅格，通过栅格计算方程式来计算各子栅格的地表水信息、土壤水信息或地下水信息；

根据所述多个子栅格中的所述地表水信息、所述土壤水信息或所述地下水信息通过预设参数以模拟大区域水流；

其中，由预设方程式通过所述概念模型来计算所述预设参数的排水管网汇流参数。

作为一种可选的实施方式，在根据所述多个子栅格中的所述地表水信息、所述土壤水信息或所述地下水信息通过预设参数以模拟大区域水流中，所述水流计算方法包括：

计算地表入渗产流参数，根据所述子栅格中的所述地表水信息和所述土壤水信息来计算所述地表入渗产流参数，所述地表入渗产流参数包括蓄满产流因子和超渗产流因子；或

计算坡面汇流参数，通过一维流动方程式比较下游水位因子及本地水位因子来计算所述坡面汇流参数。

作为一种可选的实施方式，在根据所述多个子栅格中的所述地表水信息、所述土壤水信息或所述地下水信息通过预设参数以模拟大区域水流中，所述水流计算方法包括：

计算地表积水流动参数，通过至少一个一维流动方程式来计算所述地表积水流动参数；

其中，由所述预设方程式通过所述概念模型根据排水能力因子来计算所述排水管网汇流参数。

作为一种可选的实施方式，在根据所述多个子栅格中的所述地表水信息、所述土壤水信息或所述地下水信息通过预设参数以模拟大区域水流中，所述水流计算方法包括：