[发明专利]基于MIKE模型构建的城市下垫面产汇流形成过程分析方法

说明书

本发明公开了基于MIKE模型构建的城市下垫面产汇流形成过程分析方法，步骤一：原始数据收集，通过水文手册查算和统计多个城市历时的面雨量、径流量、前期影响雨量数据以及城市特定数据的收集；步骤二：采用MIKE11的水动力模块建立城市下垫面模型，选取统计某一年中每个月的面雨量、径流量和前期影响雨量以及城市特定数据，将上述数据其导入模型，同时获取城市区域的河流水系图片或矢量数据、河道断面测量数据、湖泊地形测量数据。该基于MIKE模型构建的城市下垫面产汇流形成过程分析方法，不仅将城市面雨量、径流量和前期影响雨量带入模型，还可根据城市特定数据的数值来分析出城市下垫面产汇流的具体形成过程。

技术领域

本发明涉及下垫面技术领域，具体为基于MIKE模型构建的城市下垫面产汇流形成过程分析方法。

背景技术

下垫面是气候形成的重要因素，是指在热量、动量和水汽交换过程中与大气相互作用的地球表面(土壤、草地、水体等)，下垫面性质对大气温度、湿度、风等有很大影响。城市气候的形成与原有下垫面性质改变和人类活动强度密切相关，城市下垫面是导致城市气候形成的直接原因。降水形成的水流，从它产生的地点向流域出口断面的汇集过程。全称流域汇流，是径流形成概化过程的后一阶段。汇流可分为坡地汇流及河网汇流两个子阶段。坡地汇流指降雨产生的水流从它产生地点沿坡地向河槽的汇集过程。坡地是产流的场所，也是径流输移的场所。坡地汇流包括坡面、表层和地下三种径流成分的汇流。坡面上的水流多呈沟状或片状，从产流地点到河网的流程不长，因此汇流历时较短。由于坡面糙率大，坡度陡，水流惯性作用可以忽略。表层汇流和地下汇流均属有孔介质中的水流运动。它们的运动都比地面流缓慢。表层汇流速度比地下汇流高得多，地下汇流的速度最低。指根据给定流域上一场降雨的净雨量的时空分布，推求流域出口断面径流量的变化过程(或称流量过程)。中小流域的汇流计算，一般在径流成因公式基础上经过一定概化和简化后进行，其中常用的流域汇流曲线是流域单位过程线(包括经验单位线、成因单位线和综合单位线等)或等流时线面积分配曲线。较大流域的汇流计算比较复杂，主要应考虑：输入(净雨或总入流)在时程上的变化和面分布的不均匀性；流域上不同地点的入流需要经过不同的调蓄作用；流域的蓄泄关系(指流域出口断面流量与流域蓄水量之间的定量关系)一般是非线性的。汇流计算方法很多，按流域蓄泄关系特性可分为线性和非线性汇流模型；按输入空间分布特征可分为集总参数和分布参数模型；按径流成分可分为地表径流、表层径流和地下径流模型，按流域汇流阶段可分为坡地汇流与河槽或河网汇流计算模型等。

现有对城市下垫面产汇流形成的分析方法不全面，不能够将城市内一些特定的数据加以对比，导致得出的分析数据与实际数值差异较大。

发明内容

本发明的目的在于提供基于MIKE模型构建的城市下垫面产汇流形成过程分析方法，以解决上述背景技术中的现有对城市下垫面产汇流形成的分析方法不全面，不能够将城市内一些特定的数据加以对比，导致得出的分析数据与实际数值差异较大问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于MIKE模型构建的城市下垫面产汇流形成过程分析方法，其步骤如下：

步骤一：原始数据收集，通过水文手册查算和统计多个城市历时的面雨量、径流量、前期影响雨量数据以及城市特定数据的收集；

步骤二：采用MIKE11的水动力模块建立城市下垫面模型，依据MIKE11软件默认值设定空白的MIKE11水动力模型的浅水方程参数CLF、干湿边界、涡粘性系数、糙率、科氏力初始值，依据城市区域的实测风力数据设定风力初始值，得到研究区域的MIKE11水动力模型并进行城市地形网格的绘制，选取统计某一年中每个月的面雨量、径流量和前期影响雨量以及城市特定数据，将上述数据其导入模型，同时获取城市区域的河流水系图片或矢量数据、河道断面测量数据、湖泊地形测量数据，对城市区域水网模型进行概化，提取典型河流和湖泊，生成产汇流文件；

步骤三：将多个城市特定数据导入模型，基于降水量数据栅格以及坡面度栅格划分为四个区域；