[发明专利]一种基于DEM的河网圩区水深获取方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于DEM的河网圩区水深获取方法，涉及河网圩区水深计算领域，其根据圩区对应的最小水位值与最大水位值设定预设间隔，根据预设间隔离散化最小水位值与最大水位值之间的数据，得到多个被离散的水位值，并获取各水位值对应的蓄水量，得到圩区对应水位与蓄水量的数据对应关系，在实际获取水深数据时，通过获取圩区对应的当前蓄水量，通过圩区对应的当前蓄水量和水位与蓄水量的数据对应关系得到圩区对应的当前水位，获取当前水位与圩区内各栅格对应高程的差值，得到圩区内各栅格对应的水深，其无需构建精细化平原河网水力学模型，进而无需调整大量的网络参数，避免了确定短预见期的各精细网格模型参数十分困难的问题。

技术领域

本发明涉及河网圩区水深计算领域，尤其涉及一种基于DEM的河网圩区水深获取方法与系统。

背景技术

平原河网圩区由于防洪排涝工程体系的建设，形成了圩区密布的局面。面对台风、短时强降雨、超长期梅雨等极端天气频发以及周边严峻的水环境形势，高水位行洪条件下圩区乃至区域的内涝问题越来越突出。

圩区是指平原河网或沿江滨湖等低洼易涝地区，通过圈圩筑堤，设置水闸、泵站，以外御洪水、内除涝水，从而形成的封闭的防洪排涝保护区域。

目前平原河网圩区内涝预报，一般采用河网内一维与河网外二维水力学耦合模型来预报平原河网圩区的内涝情况，一般包括以下四个步骤：

步骤一，平原河网圩区产流计算：

由于平原的下垫面具有复杂性、多样性，因此通过划分下垫面为水面、水田、旱地及非耕地、城镇建设用地，来分别计算各类下垫面的产流状况；

下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面，因此下垫面的性质对大气物理状态与化学组成的影响很大；

下垫面也可以说是地球表面的特征，如海陆分布、地形起伏和地表粗糙度、植被、土壤湿度、雪被面积等等，它对气候的影响十分显著；

降雨或冰雪融水在流域中产生径流的现象，是径流形成过程的重要组成部分。产流现象和产流过程受气候和流域下垫面因素的影响，十分复杂。

1、水面产流计算：构建水面产流模拟模型，计算圩区蓄水面的产流量；

2、水田产流计算：分析不同时期水田特征，构建针对性的水田产流计算模型，对水田秧田期、本田期、搁田期、成熟后期等不同时期的产流进行模拟计算；

3、旱地及非耕地产流计算：利用三水源新安江蓄满产流模型，计算模拟旱地及非耕地产流，计算圩区旱地及非耕地的产流量；

4、城镇建设用地产流计算：构建城镇建设用地产流模拟模型，实现城镇透水层的产流模拟、具有填洼的不透水层的产流模拟、不透水层的产流模拟、总径流深的计算。

步骤二，平原河网圩区汇流计算：

根据平原雨水汇流的特点，平原河网圩区汇流可分为地表汇流和河网汇流；用于平原河网圩区汇流计算的方法有：

1、平原河网圩区汇流水文模型基于黑箱系统，模拟汇水区域流量的输入输出，采用非线性水库法计算模拟地表汇流；

2、河网汇流演进利用马斯京根法、动力波法；

3、河网有闸坝处应参考调度规则进行调洪计算，方法类同于水库调洪计算。汇流是指产流水量在某一范围内的集中过程，汇流现象决定于水力学规律。

步骤三，平原河网圩区内涝预报模型：