[发明专利]一种河道平面二维水流模型糙率的率定方法

权利要求书

1.一种河道平面二维水流模型糙率的率定方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：按河道平面的特性划定糙率分区，并以糙率初值函数为各分区内的糙率赋初值；

步骤2：选定要率定糙率的当前流量和与之相应的河段出口水位，并将其作为河道平面二维水流数学模型的试算输入条件；

步骤3：根据所述试算输入条件，以河道平面二维水流数学模型开展水动力计算，获得各监测点水位的模型计算值；

步骤4：确定各监测点水位的模型计算值与实测值之间的误差；

步骤5：判断所述步骤4中各监测点水位误差是否小于设定阈值；若是，则执行步骤8；若否，则执行步骤6；

步骤6：根据水深确定过水区域，以各监测点水位误差插值估算过水区域内各网格点的水位误差；

步骤7：根据过水区域内各网格点水位误差的大小和符号，确定糙率调整的方向，以二分法调整过水区域网格点的糙率值，并返回步骤3进行处理；

步骤8：进一步判断是否已率定完所有待率定流量；若是，则执行步骤9；若否，则返回步骤2，进行下一流量级的糙率率定；

步骤9：完成糙率率定，并保存糙率率定结果。

2.根据权利要求1所述河道平面二维水流模型糙率的率定方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述按河道平面的特性划定糙率分区，具体包括：

根据待处理河道平面的床沙组成、植被类型因素划定糙率分区。

3.根据权利要求1所述河道平面二维水流模型糙率的率定方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述以糙率初值函数为各分区内的糙率赋初值，具体包括：

所建立的糙率初值函数的具体形式为：

上式中，n₀(x,y)是平面中点(x,y)处的初始糙率值；z_x,y是点(x,y)处的床面高程，z_max和z_min分别是当前糙率分区的最大床面高程值和最小床面高程值；n_max和n_min分别是当前糙率分区的最大可取糙率值和最小可取糙率值。

4.根据权利要求1所述河道平面二维水流模型糙率的率定方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述确定各监测点水位的模型计算值与实测值之间的误差，具体包括：

在获得各监测点水位的模型计算值之后，将其与各监测点的实测水位进行比较，计算二者之间的误差值。

5.根据权利要求1所述河道平面二维水流模型糙率的率定方法，其特征在于，在所述步骤6中，所述以各监测点水位误差插值估算过水区域内各网格点的水位误差，具体包括：

采用反距离权重法估算过水区域内各网格点的水位误差，具体计算公式为：

上式中，e₀是过水区域中非监测点的水位误差估算值，e_i是过水区域第i个监测点的水位误差计算值，l为过水区域内监测点总数；d_0,i是当前处理的非监测点与第i个监测点之间的距离；k是指数，其值应保证e₀的估算误差取小值。

6.根据权利要求1所述河道平面二维水流模型糙率的率定方法，其特征在于，在所述步骤7中，所述以二分法调整过水区域网格点的糙率值，具体包括：

二分法糙率调整公式如下：

上式中，n_x,y表示当前点(x,y)处的糙率值，其上标中的k和k+1表示迭代次数；n_i,min表示当前点(x,y)所属的第i个糙率分区的最小可取糙率值；n_i,max表示当前点(x,y)所属的第i个糙率分区的最大可取糙率值；

当水位计算值偏高时，点糙率调减；当水位计算值偏低时，点糙率调增。