[发明专利]一种坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法

权利要求书

1.一种坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法，其特征在于，用于对目标流域中坡面土壤侧向排水系数进行动态计算，动态计算方法包括如下步骤：

步骤1：基于目标流域的数字高程数据，将目标流域划分为多个栅格单元；

步骤2：获取各栅格单元中的各个坡面栅格单元；

步骤3：分别针对各坡面栅格单元，将坡面栅格单元作为待处理单元，依次执行步骤3.1至步骤3.2，获取待处理单元对应目标时刻t的土壤侧向排水系数，进而获取各坡面栅格单元分别对应目标时刻t的土壤侧向排水系数，即目标流域中坡面土壤侧向排水系数：

步骤3.1：计算坡面栅格单元的坡度α，进而计算坡面栅格单元土壤最大侧向排水量Q_cri；

基于坡面栅格单元的土壤厚度和其水文特征数据，计算达到坡面栅格单元的土壤最大侧向排水量时，坡面栅格单元的临界土壤水含量θ_cri；

基于三层蒸散发原理，获取在目标时刻t时，坡面栅格单元的土壤水含量θ_t；

步骤3.2：根据土壤最大侧向排水量Q_cri、临界土壤水含量θ_cri、土壤水含量θ_t，计算坡面栅格单元在目标时刻t的土壤侧向排水系数Dr_t。

2.根据权利要求1所述的坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法，其特征在于，在步骤3.1中，根据如下公式：

α＝DH_max/Dis

获取坡面栅格单元栅格单元的坡度α；

其中，DH_max和Dis分别为坡面栅格单元和最大相邻高程差栅格单元之间的高程差和水平投影距离；所述最大相邻高程差栅格单元为与坡面栅格单元相邻的各栅格单元中与坡面栅格单元栅格单元的高程值之差最大的栅格单元。

3.根据权利要求1所述的坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法，其特征在于，在步骤3.1中，根据如下公式：

Q_cri＝Ks×sinα

获取坡面栅格单元土壤最大侧向排水量Q_cri；

其中，Ks为坡面栅格单元的土壤饱和渗透系数，sin(·)为正弦函数。

4.根据权利要求1所述的坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法，其特征在于，在步骤3.1中，根据如下公式：

获取坡面栅格单元的临界土壤水含量θ_cri；

其中，θ_s、θ_f分别表示坡面栅格单元的土壤饱和含水量和土壤田间含水量；h₁和h₂分别表示坡面栅格单元的土壤排水侧面下层厚度和土壤排水侧面上层厚度。

5.根据权利要求1所述的坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法，其特征在于，在步骤3.2中，根据如下公式：

获取坡面栅格单元n在目标时刻t的土壤侧向排水系数Dr_t；

其中，β为根据流域实际降雨-径流过程模拟经验获取的模拟土壤侧向排水系数值。

6.根据权利要求1所述的坡面土壤侧向排水系数的动态计算方法，其特征在于，在步骤2中，获取各正交栅格单元中的坡面栅格单元的方法包括如下步骤：

步骤2.1：获取各栅格单元的汇流累计值；

步骤2.2：结合流域实际自然地理情况，设置汇流阈值T，将汇流累计值小于等于汇流阈值T的栅格单元判定为坡面栅格单元。