【技术实现步骤摘要】
基于土壤非饱和水和地下水耦合的区域水流运动模拟方法
本专利技术属于区域水流运动模拟
,具体涉及一种基于土壤非饱和水和地下水耦合的区域水流运动模拟方法。
技术介绍
降雨、蒸发、土壤入渗等地表水文过程和地下水流运动在一定地形、地质和气候条件下是相互作用、具有内在联系的有机整体。因此,在对地下水流运动数值模拟时,需要以地表水文数据作为输入驱动,才能够保证地下水流运动数值模拟的精确性。然而,在实现本专利技术的过程中,专利技术人发现,现有技术至少存在以下问题:由于地表水文数据主要通过卫星遥感获得,而卫星遥感数据是以栅格形式存储的,因此,对于采用基于有限元方法的地下水模型,当其进行地下水流运动数值模拟时,栅格形式的卫星遥感数据无法直接输入到地下水模型中,从而不利于对地下水流运动进行数值模拟。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷,本专利技术提供一种基于土壤非饱和水和地下水耦合的区域水流运动模拟方法,可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下:本专利技术提供一种基于土壤非饱和水和地下水耦合的区域水流运动模拟方法,包括以下步骤:步骤1,获取研究区域的遥感栅格数据;其中,所 ...
【技术保护点】
1.一种基于土壤非饱和水和地下水耦合的区域水流运动模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,获取研究区域的遥感栅格数据;其中,所述研究区域的遥感栅格数据对应M行N列个栅格;每个栅格的边长为s;基于所述遥感栅格数据,得到每个栅格顶点的降雨入渗量值;步骤2,对研究区域的土壤和地下水层进行有限元网格剖分,水平方向上得到多个三角形形状的有限元网格,进而也得到多个有限元节点,垂直方向上按不同地层介质的厚度分层;步骤3,将所述研究区域的遥感栅格数据和所述有限元网格投影到同一个平面x‑y坐标系中;对于每个有限元节点P,均采用以下方式处理,由此得到与每个有限元节点P在空间上对应的栅格,其 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于土壤非饱和水和地下水耦合的区域水流运动模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,获取研究区域的遥感栅格数据;其中,所述研究区域的遥感栅格数据对应M行N列个栅格;每个栅格的边长为s;基于所述遥感栅格数据,得到每个栅格顶点的降雨入渗量值;步骤2,对研究区域的土壤和地下水层进行有限元网格剖分,水平方向上得到多个三角形形状的有限元网格,进而也得到多个有限元节点,垂直方向上按不同地层介质的厚度分层;步骤3,将所述研究区域的遥感栅格数据和所述有限元网格投影到同一个平面x-y坐标系中;对于每个有限元节点P,均采用以下方式处理,由此得到与每个有限元节点P在空间上对应的栅格,其中,有限元节点P在空间上对应的栅格含义为:当将研究区域的遥感栅格数据和所述有限元网格投影到同一个平面x-y坐标系中时,有限元节点P落入到某个栅格中,即为与有限元节点P在空间上对应的栅格;步骤3.1,在x-y坐标系中,对于M行N列的栅格,其左下角的坐标为(x0,y0);假设某个有限元节点P的坐标为P(xP,yP),则其在空间上对应的栅格W的行数h1和列数h2通过以下公式得出:步骤3.2,在定位到与有限元节点P在空间上对应的栅格W后,栅格W的左下角、右下角、右上角和左上角这四个顶点分别记为:W1、W2、W3和W4;通过下式分别计算得到W1、W2、W3和W4的坐标:W1的坐标为:(x0+s(h1-1),y0+s(h2-1));W2的坐标为:(x0+sh1),y0+s(h2-1));W3的坐标为:(x0+sh1,y0+sh2));W4的坐标为:(x0+s(h1-1),y0+sh2));步骤4,采用下述方法计算得到有限元节点P的降雨入渗量q(p);步骤4.1,在得到有限元节点P在空间上对应的栅格W的四个顶点W1、W2、W3和W4的坐标后,查找所述遥感栅格数据,获得顶点W1、W2、W3和W4的降雨入渗量分别为q1,q2,q3.q4;步骤4.2,查找所述遥感栅格数据,获得顶点W1、W2、W3和W4的基函数分别为:...
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