1.一種無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,包括如下步驟:
1)、收集精度在乙等以上的流域匯流單位線,無徑流資料流域和有徑流資料流域的DEM資料和土地利用資料,以及流域內(nèi)或流域所在水系區(qū)域的斷面平均水深資料;通過所述DEM資料獲取地表坡度數(shù)據(jù)、流向數(shù)據(jù)、匯水面積數(shù)據(jù),通過土地利用資料獲取地表糙率數(shù)據(jù);
2)、根據(jù)曼寧公式計(jì)算各流域的流域空間流速場;
3)、針對各流域,根據(jù)流域空間流速場和對應(yīng)DEM資料的網(wǎng)格長度得到網(wǎng)格單元匯流時(shí)間場,再結(jié)合流向數(shù)據(jù),得到單元格到流域出口的匯流累積時(shí)間場;
4)、針對各流域,假定流域內(nèi)各網(wǎng)格均有一獨(dú)立運(yùn)動(dòng)凈雨水滴,并按照步驟4)計(jì)算得到的匯流累積時(shí)間場到達(dá)流域出口,統(tǒng)計(jì)流域內(nèi)不同時(shí)刻到達(dá)流域出口凈雨水滴數(shù)目的數(shù)量-時(shí)間分布曲線,記錄為N-T曲線;
5)、將N-T曲線的起始點(diǎn)P0、峰值點(diǎn)Pm和結(jié)束點(diǎn)PT進(jìn)行連接,得到各流域的N-T曲線三角形概化過程線;
6)、將待確定匯流單位線的無徑流資料流域三角形概化過程線與流域匯流單位線精度在乙等以上的流域的三角形概化過程線進(jìn)行相似比較,找出相似度較高的數(shù)個(gè)相似流域作為相似流域集;
7)、依據(jù)相似流域間流域面積比的0.5次方作為比例因子,將相似流域的匯流單位線乘于所述比例因子得到若干匯流單位線集,依據(jù)單位線集峰值流量和最早峰現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行綜合,確定無徑流資料地區(qū)的匯流單位線,根據(jù)該匯流單位線進(jìn)行無徑流資料地區(qū)的匯流計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:所述步驟1)中通過坡度分析計(jì)算得到地表坡度數(shù)據(jù),水文分析過程計(jì)算得到流向數(shù)據(jù)和匯水面積數(shù)據(jù),地表糙率數(shù)據(jù)通過查詢土地利用資料獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:地表糙率與土地利用關(guān)系表格如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:步驟2)曼寧公式中的水力半徑使用水深替代,所述水深依據(jù)流域內(nèi)或流域所在水系區(qū)域已知點(diǎn)位率定得到的水深與匯水面積之間的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,所述函數(shù)關(guān)系為:
h=αAβ
h為水深,A為單元格上游流域匯水面積,α、β為反映流域形態(tài)和水系結(jié)構(gòu)的參數(shù),依據(jù)流域已有水深資料的點(diǎn)位率定得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:步驟4)中,水流方向與網(wǎng)格邊線平行時(shí),網(wǎng)格匯流時(shí)間計(jì)算公式為△τ=L/v;水流方向同網(wǎng)格對角線平行時(shí),網(wǎng)格匯流時(shí)間計(jì)算公式為根據(jù)徑流路徑,網(wǎng)格累積匯流時(shí)間計(jì)算公式為其中,L為網(wǎng)格邊長,v為流速,m為j網(wǎng)格徑流路徑上的網(wǎng)格數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:步驟6)中,與待確定匯流單位線的無徑流資料流域三角形概化過程線相似距離小于相似度閾值的流域,判定為相似度較高,作為相似流域加入到相似流域集中,兩流域間三角形概化過程線的相似距離計(jì)算公式如下:
式中,λ1、λ2分別為無資料流域和有資料流域兩相應(yīng)鄰邊的比例,λ3為無資料流域和有資料流域兩鄰邊夾角的比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:步驟6)中所述相似度閾值優(yōu)選的取值為0.1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無徑流資料地區(qū)匯流計(jì)算方法,其特征在于:步驟7)中相似流域A匯流單位線轉(zhuǎn)換至無徑流資料流域B計(jì)算公式為:
式中,C為比例常數(shù),SA、SB分別為流域A、B面積,TA、TB分別為流域A、B匯流時(shí)間,qA,i、qB,i分別為流域A、B各時(shí)段單位線流量,相似流域的匯流速度較為一致,比例常數(shù)C取1。