[发明专利]一种基于耗散-汇合结构的灌区水循环模型构建方法

摘要

本发明公开了一种基于耗散‑汇合结构的灌区水循环模型构建方法，包括划分汇水单元、耗散单元，空间计算单元，建立空间计算单元、汇水单元和耗散单元之间的拓扑关系；获取空间计算单元对应的气象信息、土地利用信息、土壤分布信息、水文地质参数信息，结合空间计算单元、汇水单元和耗散单元之间的拓扑关系，构建灌区分布式水循环模型。本发明解决了现有灌区水循环模型在解决引水分配结构、数量与过程模拟，以及与灌区排水过程、地下水变化耦合的问题，对灌区水资源调控及其循环转化规律的认识更加精细和准确。

主权项

1.一种基于耗散‑汇合结构的灌区水循环模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取灌区DEM数据和排水系统信息，确定区域汇水路径，划分汇水单元；获取灌区DEM数据信息，基于此数据提取河流水系，并参考实际水系分布进行修正，确定每条河段的汇水范围；在划分的每条河段的汇水范围基础上，基于灌区排水沟道分布信息，建立其特征数据库，并划分每条排水沟段对应的汇水范围，确定新的汇水范围，新的汇水范围为灌区汇水单元；所述排水沟道分布信息包括总干沟、干沟、支沟、斗沟、农沟的分级信息以及相应的长度、坡度、深度、糙率系数、下游沟段编号；(2)获取灌区供水系统分布信息，确定区域供水耗散结构，划分耗散单元，具体为：在划分的汇水单元基础上，基于灌区的多级引水渠系空间分布信息，划分每条引水渠段对应的供水范围，直至确定最末级渠系对应的灌溉田块，并建立每条引水渠耗散供水范围；所述多级引水渠系空间分布信息包括总干渠、干渠、支渠、斗渠、农渠的分级信息以及相应的长度、坡度、深度、糙率系数；在划分的供水单元基础上，基于灌区的地下水开采井的经纬度信息，提取地下水的耗散单元信息，建立地下水开采井特征数据库；所述地下水特征数据库包括开采井编号、经度、纬度、井深、水源类型、成井日期、水泵功率、井口标高、水位标高、埋深；(3)划分灌区空间计算单元，建立空间计算单元、汇水单元和耗散单元之间的拓扑关系；利用地理信息处理软件，结合模拟精度要求将研究区域划分为网格单元，并对网格单元的行、列编号，标识区域内有效单元；根据地理坐标值，将网格单元与确定的耗散计算单元和汇流计算单元信息进行空间叠加，构建单元拓扑关系；所述耗散计算单元信息包括所在地市与区县行政区、所在灌区与灌域、对应引水渠段与抽水井信息；所述汇流计算单元信息包括所在流域与子流域单元、河段、排水沟段、水库、取水口与排水口信息；(4)获取空间计算单元对应的气象信息、土地利用信息、土壤分布信息、水文地质参数信息，结合空间计算单元、汇水单元和耗散单元之间的拓扑关系，构建灌区分布式水循环模型。