[发明专利]一种基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法

权利要求书

1.一种基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：分析研究流域：通过对研究流域的分析，得到模型流域和模型流域的平面比例尺；

S2：分析流量：通过分析步骤S1中模型流域洪水过程的流量，计算模型流域的比降；

S3：计算垂直比例尺：根据步骤S2得到的模型流域的比降和实际比降，计算模型流域的垂直比例尺；

S4：确定模型比例尺：根据步骤S1得到的平面比例尺和步骤S3得到的垂直比例尺，对水文实验模型进行缩放，确定水文实验模型的比例尺；

所述步骤S1中，研究流域的分析方法，包括如下步骤：

S1-1：确定矢量信息：将研究流域的数据输入到地理信息系统GIS平台中，确定研究流域边界的矢量文件；

S1-2：确定模型流域：将室内自定义坐标的矢量文件与研究流域的边界矢量文件进行匹配，确定模型流域；

S1-3：确定平面比例尺：根据缩小比例确定模型流域的平面比例尺；

所述步骤S2中，流量的分析方法，包括如下步骤：

S2-1：分析洪水过程线：分析模型流域的洪水过程线，得到模型流域出口断面的洪峰流量；

S2-2：计算目标洪峰流量：根据室内降雨区域的最大流量确定流量比例，确定目标洪水过程线，计算目标洪峰流量；

S2-3：计算模型流域的比降：设计洪水过程，确定设计洪水过程线，通过调节比降来使设计洪水过程线与目标洪水过程线拟合，计算模型流域的比降。

2.根据权利要求1所述的基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，其特征在于，所述步骤S2-2中，目标洪峰流量的计算公式为：

Q'_n＝kQ_n

式中，Q_n为模型流域出口断面的洪峰流量；Q'_n为目标洪峰流量；k为流量比例。

3.根据权利要求1所述的基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，其特征在于，所述步骤S2-3中，模型流域的比降的确定方法，包括如下步骤：

S2-3-1：根据模型流域的资料，计算平均洪峰流量，计算公式为：

式中，为平均洪峰流量；C为经验性参数；H₂₄为日降雨量；J'为模型流域的比降；f为模型流域形状系数；F为模型流域的集水面积；

模型流域形状系数f的计算公式为：

f＝F/L²

式中，f为模型流域形状系数；F为模型流域的集水面积；L为主河流长度；

S2-3-2：确定模比系数；

S2-3-3：根据步骤S2-3-1得到的平均洪峰流量和步骤S2-3-2确定的模比系数，计算设计洪峰流量，确定设计洪水过程线，计算公式为：

式中，Q_mp为设计洪峰流量；为平均洪峰流量；K_p为模比系数；

S2-3-4：将目标洪水过程线与设计洪水过程线进行匹配，计算公式为：

Q_mp＝Q'_n

式中，Q'_n为目标洪峰流量；Q_mp为设计洪峰流量；

S2-3-5：计算模型流域的比降，计算公式为：

J'＝(kQ_n/(CH₂₄f^1/3F^0.7K_p))³

式中，C为经验性参数；H₂₄为日降雨量；J'为模型流域的比降；f为模型流域形状系数；F为模型流域的集水面积；K_p为模比系数；Q_n为模型流域出口断面的洪峰流量；k为流量比例。