[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

说明书

本发明公开了一种基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，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中模型流域的洪水过程的流量，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。本发明解决了现有技术存在的实用性低、准确性、相似性和一致性差的一系列问题。

技术领域

本发明属于水文试验技术领域，具体涉及一种基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法。

背景技术

水文实验是为探求、研究水文现象和过程并对其作出成因分析的科学实验。实验研究可分为：径流形成过程的研究，包括降水、蒸发、降雨径流关系、径流过程、土壤水及地下水动态的研究；为环境保护服务的水化学平衡和植物生态实验研究；为水资源评价、为农田、森林、草原、都市建设和为水土保持服务，对不同自然地理条件和人类活动影响下的水文规律的试验研究；干旱半干旱地区、灌溉地区、内陆河地区以及某些特殊地区(如岩溶、冰川、冻土地区)和特殊径流形式(如泥石流)的水文实验研究等。

水文模型按模拟方式分为水文物理模型(实体模型、比尺模型)和水文数学模型两种基本类型。水文物理模型是具有原型(即研究对象)主要物理性质的模型，如在实验室中将一个流域按相似原理缩小，或将原土样搬到实验室所做的实验等；水文数学模型则是遵循数学表达式相似的原理来描述水文现象物理过程的模型，却不考虑原型的物理本质，如汇流，既不把河段搬到实验室，也不仿造一个人工河段进行实验，而是用一个物理本质与其不同却具有相同数学表达式的方程式表示汇流，从而描述出实际汇流的物理过程。这两种模型之间存在着密切的联系，因为物理模型的研究是数学模型的基础，而数学模型则是物理模型的有力表达方式。水文模型在水文理论研究和实践中具有重要意义。

现有技术存在以下问题：

(1)现有水文实验建立水文模型时，没有结合实际流域的物理本质，水文模型的相似性和一致性差；

(2)现有水文模型都是基于某一特征地形点或流量点进行建立，水文模型偏离实际地形，实验结果准确性差；

(3)现有水文实验建立水文模型的方法复杂，实用性低。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种实用性高、准确性好、相似性和一致性好的基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，解决了现有技术存在的实用性低、准确性、相似性和一致性差的一系列问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，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。

本方案的有益效果为：

提供了一种基于洪水过程的水文实验模型比例尺确定方法，此方法基于区域洪水过程所建造的水文模型，能较好的拟合野外研究区域，具有较好的实用性、相似性和一致性，根据洪水过程的流量相似和研究区域的实际地形来确定水文模型的比例尺，有较高的可靠度和准确性；解决了现有技术存在的实用性低、准确性、相似性和一致性差的一系列问题。