(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111545744.8 (22)申请日 2021.12.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114429089 A (43)申请公布日 2022.05.03 (73)专利权人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁开发区佛 城西路8号 (72)发明人 周佳奇　张珂　李致家　姚成　 张企诺　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 田凌涛 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 10841596 6 A,2018.08.17CN 1096846 60 A,2019.04.26 CN 104679 985 A,2015.0 6.03 CN 102034001 A,201 1.04.27 US 2018347320 A1,2018.12.0 6 梁桂星 等. “分布式水文 模型在岩溶地区的 改进与应用研究 ”. 《水文地质工程 地质》 .2020, 第47卷(第2期),第6 0-67页. Cendi Tito Rahman 等. “Tangible landscape: Simulati on of changing of hydrology condition due to mi ning activity at karst area ”. 《2017 Internati onal Symposium o n Geoinformatics (ISyG)》 .2018,第6 5-71页. 姚成.“基于栅格的分布式新 安江模型构建 与分析”. 《中国优秀博硕士学位 论文全文数据库 (硕士)工程科技 Ⅱ辑》 .2007,(第06期),C037-5. (续) 审查员 郭小峰 (54)发明名称 一种岩溶区分布式非线性水文 模拟方法 (57)摘要 本发明提供一种岩溶区分布式非线性水文 模拟方法， 首先获取流域数字高程模 型数据并在 此基础上计算栅格的地形指数， 获取流域岩溶发 育地质图和石漠化地质图， 判断流域内各栅格的 岩溶发育和石漠化情况； 然后构建表层岩溶带自 由水蓄水库； 之后计算表层岩溶带自由水蓄水容 量， 表层岩溶带自由水蓄水库对表层岩溶带侧向 出流的日出流系数， 表层岩溶带自由水蓄水库对 地下水的日出流系数； 最后通过栅格内坡面汇流 和栅格间马斯京根法汇流将各栅格的产流汇到 流域出口。 本发 明构建表层岩溶带自由水蓄水库 和地下溶隙线性水库计算岩溶流域的径流， 模拟 岩溶流域表层岩溶带和地下溶隙对径流的调蓄 作用， 为岩溶流域水文模拟提供方法， 促进分布式水文模型的发展。 [转续页] 权利要求书5页 说明书11页 附图2页 CN 114429089 B 2022.12.13 CN 114429089 B (56)对比文件 Dai Junfeng 等. “Preliminary study o n the method and st ructure of the distributed hydro logical model for karst irrigation area i n Southwest C hina”. 《2011 Internati onal Symposium o n Water Resource and Enviro nmental Protecti on》 .2011,第478- 481页. 李巧玲.“基于DEM的水文模型及流 域汇流非 线性问题研究 ”. 《中国优秀硕士学位 论文全文数 据库 基础科 学辑》 .20 07,(第06期),A012-4.2/2 页 2[接上页] CN 114429089 B1.一种岩溶区分布式非线性水文模拟方法， 其特征在于： 针对包含岩溶区的目标流域， 执行以下步骤， 实现目标流 域出口断面 流量的预测： 步骤1， 基于目标流 域数字高程模型， 计算目标流 域内各栅格的地形指数； 基于目标流域岩溶发育地质图和目标流域石漠化地质图， 得到目标流域内各栅格的岩 溶发育情况和石漠化情况； 步骤2， 分别针对目标流域内各栅格， 执行步骤2 ‑1至2‑4， 基于栅格新安江模型的模拟 方法， 得到各栅格土壤 自由水蓄水库各径流的径流深； 分别针对目标流域岩溶区的各岩溶 栅格， 结合各岩溶栅格的石漠化情况， 构建各岩溶栅格的表层岩溶 带自由水蓄水库； 步骤2‑1， 目标流域内的各栅格基于栅格新安江模型的模拟方法， 在降水经过植被截 流、 蒸发、 满足土壤张力水蓄水容 量后， 获得的剩余 雨量R称为栅格总径流深： R＝P‑ICA‑E‑WM 获得的剩余雨量流入该栅格的土壤自由水蓄水库； 式中： R为栅格总径流深， P为栅格降 雨量， ICA为栅格植被截流 量， E为栅格蒸发量， WM为栅格张力水蓄水容 量； 步骤2‑2， 基于栅格新安江模型的模拟方法， 分别对目标流域内的各非岩溶栅格， 采用 土壤自由水蓄水库进行分水源调蓄， 定义土壤自由水蓄水库蓄水容量为SM， 判断总径流深R 与当前时段初始土壤自由水蓄水库蓄水量S0之和与SM的关系， 其中， R+S0大于SM产生地表径 流， R+S0小于SM不产生地表径流； 土壤自由水蓄水库有两个出口， 一个旁侧出口形成壤中流， 一个向下出口形成地下径 流： S0t+1＝S‑KI×S‑KG×S 式中： R为栅格总径流深， RS为栅格地表径流深， RI为栅格壤中流径流深， RG为非岩溶栅 格地下径流深， SM为栅格土壤自由水 蓄水库蓄水容量， KI为栅格土壤自由水 蓄水库对 壤中流 的日出流系数； KG为栅格土壤自由水 蓄水库对地 下径流的日出流系数； S0为栅格当前时段初 始土壤自由水蓄水库蓄水量， S为栅格当前时段土壤自由水蓄水库蓄水量， S0t+1为栅格下一 时段初始土壤自由水蓄水库蓄水量； 步骤2‑3， 对于各未石漠化岩溶栅格， 在土壤自由水蓄水库的下方构建表层岩溶带自由 水蓄水库； 上层土壤 自由水蓄水库与下层表层岩溶带自由水蓄水库串联， 定义表层岩溶带 自由水蓄水库容 量为SMEK； 通过格林 ‑安普特公式计算上层土壤自由水蓄水库的自由水向下层表层岩溶带自由水 蓄水库渗透的过程： 式中： f(t)为栅格土壤自由水库下渗能力， K为栅格饱和水力传导度， Ψ为栅格湿润锋权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114429089 B 3