CN110955924A - 一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，涉及分布式水文模型子流域汇流模拟技术领域；该方法采用子流域套等高带的方式作为模型基本计算单元，基于DEM将子流域根据高程划分成数目不等的等高带，并统计相关参数，提取沟道栅格，设置沟道长度阈值，剔除伪沟道，对等高带内的淤地坝进行概化并统计淤地坝相关参数，采用运动波方程对各等高带进行坡面汇流过程模拟以及对子流域沟道进行汇流过程模拟，采用淤地坝水量平衡原理，对沟道汇流量进行调蓄修正，采用运动波方程对河道汇流过程进行模拟。本发明中提供的方法能够模拟计算单元内淤地坝建设对汇流过程的影响。

Description

一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法

技术领域

本发明涉及分布式水文模型子流域汇流模拟技术领域，尤其涉及一种考虑 淤地坝影响的子流域汇流模拟方法。

背景技术

分布式水文模型是研究水循环过程和机理的有效手段，也是解决许多水文 实际问题的有效工具。随着研究问题的复杂程度增加，模型功能也越来越复杂。 在黄土高原山区，沟道纵横，为了有效利用雨水增加粮食产量，该地区在沟道 上修建了大量的淤地坝，用于拦蓄山区洪水沉积泥沙，淤地造田。淤地坝区域 平坦，面积相对较大，能够有效拦截上游沟道洪水，增加局部区域含水率，改 变了天然水循环过程，减小汇流流速，使得泥沙沉积。为了进一步提高子流域 汇流过程模拟精度，评估淤地坝建设对水循环过程的影响，有必要在模型模拟 中增加对淤地坝过程的模拟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，从而 解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，包括如下步骤：

S1，采用子流域套等高带的方式作为模型基本计算单元，确定子流域范围及 等高带范围；

基于DEM对子流域和等高带内的栅格进行分析统计，并获取子流域、等高带 相关参数；

S2，基于DEM提取等高带内的模拟河道和沟道，并统计模拟沟道的数量及平 均长度；根据子流域内各栅格最终汇入的河道沟道栅格类型，统计沟道和河道 汇流栅格个数，并计算沟道河道径流分配系数；

S3，设定淤地坝只存在于沟道上，且将每个沟道上的所有淤地坝概化为一个 等效淤地坝，并假定每条沟道上淤地坝大小一样且位于沟道出口处，统计淤地 坝的相关参数；

S4，基于运动波方程对各等高带坡面进行汇流模拟得出各等高带坡面汇流量， 所有等高带坡面汇流结束后，计算总的进入沟道的流量，并除以沟道个数得到 单个沟道侧向入流量，并采用运动波方程对沟道汇流过程进行模拟；

S5，对S4步骤计算的沟道汇流量进行淤地坝调蓄模拟，即淤地坝先拦蓄一部 分沟道径流，加入淤地坝储量中，再根据淤地坝水量平衡模拟出流量，从而实 现淤地坝对沟道径流量的调节作用；

S6，采用运动波方程对子流域河道进行汇流模拟，重复步骤S4-S6，直到所 有时间、所有子流域汇流模拟结束。

优选地，步骤S1中：

所述子流域是地表水文过程相对独立的区域单元，主要用于沟道、河道汇流 运算；所述等高带是子流域内部的细分，用于反映高程变化的差异影响，主要 用于产流、坡面汇流运算；

确定等高带范围包括：首先确定等高带个数，再依据等高带的个数确定等高 带范围。

优选地，步骤S1中：

所述等高带的个数确定方法包括以下两种：

方法一：给定最大等高带个数和最小等高带面积阈值参数计算获得；首先采 用子流域面积除以最小等高带面积阈值确定等高带个数，再同最大等高带个数 求最小值得到最终的等高带个数；

方法二：给定等高带平均面积参数计算获得；采用子流域面积除以等高带面 积，向上取整得出最终的等高带个数。

根据等高带个数确定等高带范围的方法，包括对子流域内所有栅格按高程降 序排列，获得最高和最低高程值，采用等高带个数将这个高程区间进行等分， 按高程从高到底依次从1开始自然数编号；遍历子流域内栅格，根据栅格高程位 于的高程区间分别赋值对应的区间编号，从而确定各等高带范围，即相同编号 的栅格位于同一个等高带。

优选地，步骤S1中：根据划分的等高带范围，以DEM为基础数据提取等高带 的坡度、长和宽参数；

其中，等高带坡度是等高带范围内所有栅格坡度的平均值，等高带宽是沿着 坡面流向的长度，等高带长是垂直坡面流向的长度，长和宽计算公式如下：

wid_c＝(H_max-H_min)/sin(slope)

len_c＝A_c/wid

其中，wid_c为等高带宽，len_c为等高带长，H_max是等高带范围内的最大高程， H_min是等高带范围内的最小高程，slope是等高带平均坡度，A_c是等高带面积。

优选地，步骤S2具体包括：

S21，由于提取的沟道存在着长度过小的情况，认为这些短的沟道属于提取 出的伪沟道，需要加以剔除，因此直接由阈值提取出的沟道为备选沟道。；

S22，遍历子流域内的河道栅格，统计流入河道栅格的备选沟道栅格作为备 选沟道的出口；对每个备选沟道出口栅格，统计所有流入该栅格的上游备选沟 道栅格，确定该备选沟道的最大汇流路径长度；

S23，设定一个沟道最小长度阈值，并认为长度小于该阈值的备选沟道为伪 沟道；将伪沟道栅格属性赋值为坡面栅格，统计确定该子流域内沟道条数N_g， 并对所有沟道长度求平均值得到沟道的平均概化长度len_g；

S24，对流域内每个河道和沟道栅格进行溯源遍历确定各栅格的汇流属性；

如果沟道栅格位于最低等高带，则给所有汇入该沟道栅格的栅格赋值最低等 高带沟道汇流属性(F1)，对所有汇入最低等高带河道栅格的栅格赋值最低等高 带河道汇流属性(F2)，对所有汇入其他等高带沟道栅格的栅格赋值其他等高带 沟道汇流属性(F3)，对所有汇入其他等高带河道栅格的栅格赋值其他等高带河 道汇流属性(F4)；

S25,统计沟道和河道汇流栅格个数，并计算等高带坡面、沟道、河道径流 分配系数。

优选地，等高带坡面、沟道、河道径流分配系数分为最低等高带坡面、沟道 和河道径流分配系数和其他等高带坡面、沟道、河道径流分配系数，其中最低 等高带坡面、沟道、河道径流分配系数计算公式如下：

r_p＝0

r_g＝N_F1/(N_F1+N_F2)

r_r＝N_F2/(N_F1+N_F2)

其他等高带坡面、沟道、河道径流分配系数计算公式如下：

r_p＝(N_F1+N_F2)/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

r_g＝N_F3/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

r_r＝N_F4/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

其中，r_p，r_g，r_r表示坡面、沟道、河道的径流分配系数；N_F1为该等高带 内最低等高带沟道汇流属性栅格个数；N_F2为该等高带内最低等高带河道汇流属 性栅格个数；N_F3为该等高带内其他等高带沟道汇流属性栅格个数；N_F4为该等 高带内其他等高带河道汇流属性栅格个数。

优选地，步骤S3中还包括：

将沟道汇流过程均等分为N_g个，且根据实际情况确定子流域内是否有淤地坝； 如果有淤地坝，则将流域内的所有淤地坝概化为N_g个大小一样的等效淤地坝， 且假定位于各沟道出口，从而起到淤地坝拦蓄沟道径流的作用；

所述淤地坝的相关参数包括每个等高带内淤地坝的面积、最大洼地储留深、 沟道径流拦截比例、淤地坝透水系数；

所述淤地坝的面积可根据DEM和遥感影像，基于一定的准则解译出子流域范 围内的淤地坝范围，并同各等高带范围进行叠合处理，从而得出各等高带内的 淤地坝面积；

所述淤地坝最大洼地储留深根据参考文献设置；

淤地坝沟道径流拦截比例用于表征淤地坝对沟道径流的拦截程度，范围在 0-1之间，是反映淤地坝位置和溢流信息的一个参数，如果实际情况下淤地坝大 多位于沟道下游，则该比例系数较大，如果实际情况下淤地坝大多位于沟道上 游，则该比例系数较小，如果淤地坝有溢流设施，则该比例相对较小；

淤地坝透水系数用于表示通过坝体渗透的水量占储水量的比例。

优选地，步骤S4中：

运动波方程模拟等高带的汇流过程：

ql_i＝q_i/len_i；

S_fi＝S_0i；

其中,ql_i为汇流单宽流入量，q_i为参与汇流过程侧向径流量，len_i为汇流长度， A_i为汇流过水断面面积，Q_i为汇流断面出口流量，n_i为曼宁糙率系数，R_i为水力 半径，S_0i为坡降，S_fi为摩擦坡降，t为时间，x为沿汇流方向的坐标，i表示坡面 (＝pj,j为等高带编号)、沟道(＝g)、河道(＝r)不同汇流情况；

对于坡面汇流而言，每个等高带都有坡面汇流过程。汇流断面概化为矩形断 面，汇流长度等于等高带宽，汇流断面宽等于等高带长,各等高带坡面汇流上游 入流量等于Q_p(j-1)*r_p(j-1)，参与汇流的侧向径流量q_pj为当前等高带产流量， 坡降S_0p为等高带坡降。

对于沟道汇流而言，只在子流域层面进行汇流演算，且认为子流域内有N_g条 长度为len_g的沟道，对每条沟道分别进行汇流演算得到各沟道汇流量Q_g，再求 和得到总的沟道汇流量Q_g*N_g。沟道的断面概化为倒等腰梯形，相关参数根据 调查或文献获得。沟道汇流上游入流量＝0，参与侧向径流的q_g等于各等高带计 算的坡面汇流量Q_pj*r_g之和，坡降S_0g为外部给定的沟道坡降参数。

优选地，步骤S5中：

淤地坝调蓄模拟过程如下：

S51，根据各等高带淤地坝面积和洼地储留深，计算得出当前时段淤地坝上 洼地储留的水量以及最大储水量，计算得出当前淤地坝可容纳的最大水量＝最大 储水量-时段初储水量-时段降水+时段蒸发+时段入渗量；

S52,根据淤地坝拦截比例和当前时段所有沟道汇入径流量，计算得出当前 时段拦截沟道径流进入淤地坝区域的水量，并采用当前淤地坝可容最大水量进 行修正，计算得到淤地坝储水量；

S53,根据淤地坝储水量以及透水系数，计算得出当前时段渗透淤地坝排入 下游的水量；

S54,计算当前时段淤地坝净储水量＝时段拦截水量-时段淤地坝透水量；

S55,修正所有沟道汇流量＝修正前流量-当前时段淤地坝净储水量/时段时 长；

S56，计算时段末淤地坝储水量＝时段初储水量+当前时段淤地坝净储水量， 并根据各等高第面积，计算各等高带上淤地坝的时段末洼储水深。

在计算时段末洼地储留深的时候，需要根据当前时段淤地坝净储水量的符号 以及时段初各等高带洼地储留深的值进行分类处理，如果净储水量为负，则对 时段初各等高带洼地储留深按比例缩减即可，如果净储水量为正，则将所有储 水量平摊到各等高带上。

优选地，步骤S6中：

对河道采用运动波方程进行河道汇流模拟；

对于河道而言，也只在子流域层面进行汇流演算，只有1个河段，长度为根 据DEM提取的len_r,断面也概化为倒等腰梯形，相关参数根据河流上水文实测断面 进行概化得出；河道上游入流量等于上游子流域出口径流量，参与侧向径流的q_r为各等高带计算的坡面汇流量Q_pj*r_r以及经过淤地坝调蓄后的沟道汇流量 Q′_g*N_g总和。

本发明的有益效果是：

本发明中提供的一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法能够模拟计算 单元内淤地坝建设对汇流过程的影响。

附图说明

图1是本发明应用实例计算流程图；

图2是本发明应用实例等高带、备选沟道、河道栅格以及淤地坝位置信息

图3是本发明应用实例沟道选择示意图

图4是本发明应用实例汇流属性示意图

图5是本发明应用实例各等高带径流分配系数

图6是本发明应用实例坡面沟道河道汇流模拟示意图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本 发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解 释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供了一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方 法，包括如下步骤：

S1，采用子流域套等高带作为模型基本计算单元。本实例以1个子流域为例 进行说明整个汇流过程。其中，假定该子流域划分为3个等高带，并按栅格高程 排序分割得到，等高带1高程最高，等高带3高程最低，如图2所示。在应用实例 提取中，河道提取阈值取的是5km²。

S2，设置0.5km²阈值提取备选沟道。查找直接汇入河道栅格的备选沟道栅格 作为出口栅格，并对其进行溯源遍历搜索，查找各出口栅格以上最长的备选沟 道汇流长度。设定最小长度阈值，剔除小于该长度的伪沟道。本应用实例中共 有10条备选沟道流入河道，根据各栅格汇流路径长度，求10条备选沟道的长度， 如图3所示。其中点栅格为对应备选沟道最长的汇流路径。设置200m作为沟道最 小长度阈值，可以发现图3中红圈中的备选沟道长度小于该阈值(180m)，作为 伪沟道剔除(见图4中沟道栅格点)。因此本应用实例共9条沟道。为了计算机处 理方便，这里直接采用沟道栅格个数(155)乘以栅格边长(90m)作为所有沟 道长度，再除以沟道数量，得到每条概化沟道的平均长度1550m。

对流域内不同等高带内的沟道河道栅格进行溯源遍历，确定各栅格的汇流属 性。首先将子流域内所有栅格赋值为F2；其次对等高带3中的沟道栅格赋值F1， 并逐个沟道栅格进行溯源遍历，将汇入其中的所有坡面栅格赋值为F1；第三将 等高带1和2中的河道栅格赋值F4，并逐河道栅格进行溯源遍历，将汇入其中的 所有坡面栅格赋值为F4；最后将等高带1和2中的沟道栅格赋值F3，并逐沟道栅 格进行溯源遍历，将汇入其中的所有坡面栅格赋值为F3，结果如图4所示。统计 各等高带中F1ˉF4栅格的个数，并根据公式计算坡面、沟道、河道径流分配系数， 结果如图5所示。

S3，采用DEM和遥感影像解译出子流域范围内的淤地坝范围，假设分布情况 如图2所示。采用GIS叠合操作，统计等高带范围内淤地坝面积；通过文献查找 淤地坝最大洼地储留深；根据淤地坝控制区域和沟道控制区域的比例求得淤地 坝拦截比例系数。

S4，采用运动波方程对各等高带坡面汇流过程进行模拟。在本应用实例中， 先对等高带1坡面汇流进行模拟计算，其中侧向径流q_p1为等高带1产流量，得到 等高带1出口坡面径流量Q_p1，然后按0.18,0.80和0.02的比例将Q_p1进行匹分，得 到等高带2坡面汇流的上游流入量、直接进沟道量和直接进河道的量；其次对等 高带2坡面汇流进行模拟计算，其中侧向径流q_p2为等高带2产流量，上等高带入 流量为0.18*Q_p1，得到等高带2出口坡面径流量Q_p2，然后按0.64,0.33和0.03的比 例将Q_p2进行匹分，得到等高带3坡面汇流的上游流入量、直接进沟道量和直接进 河道的量；最后对等高带3坡面汇流进行模拟计算，其中侧向径流q_p3为等高带3 产流量，上等高带入流量为0.64*Q_p2，得到等高带3坡面径流量Q_p3，然后按0.53 和0.47的比例进行匹分得到直接进沟道量和直接进河道的量。

所有等高带坡面汇流完成后进行沟道汇流模拟，仍采用运动波方式进行,沟 道上游入流量为0，侧向径流入流q_g＝(0.8Q_p1+0.33Q_p2+0.53Q_p3)/N_g,得到 单个沟道出口径流量Q_g，则沟道总径流量为Q_g*N_g。汇流示意图如图6所示。

S5，采用淤地坝调蓄模块对沟道总径流量Q_g*N_g进行修正。首先，根据各 等高带产流模块计算得到的降水、蒸发、下渗量计算整个淤地坝区域的对应水 量，计算淤地坝当前储水量，并根据最大储水量计算得到当前淤地坝最大可容 纳水量；其次，根据淤地坝拦截比例计算得到拦截上游沟道径流量I_u，并同最大 可容纳水量进行对比，得出超淤地坝库容的溢流量O₁；第三，根据淤地坝储水 量以及透水系数，计算得出当前时段渗透淤地坝排入下游的水量O₂；第四，计 算当前淤地坝净储水量ΔS＝P+I_u-E-Inf-O₁-O₂；第五，修正沟道汇流 量Q′_g＝Q_g-ΔS/dt；最后，根据ΔS符号对各等高带淤地坝上的洼地储留深进行 修正，如果净储水量为负，则对时段初各等高带洼地储留深按比例缩减即可， 如果净储水量为正，则将所有储水量平摊到各等高带上。汇流示意图如图6所示。

S6，对河道采用运动波方程进行河道汇流模拟。河道上游入流量为上游子流 域出流量，侧向径流入流q_r＝0.02Q_p1+0.03Q_p2+0.47Q_p3+Q′_g*N_g，模拟得 出当前子流域河道径流量Q_r。汇流示意图如图6所示。重复步骤S4和S6，直到所 有时间、所有子流域汇流模拟结束。

Claims (10)

1.一种考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，采用子流域套等高带的方式作为模型基本计算单元，确定子流域范围及等高带范围；

基于DEM对子流域和等高带内的栅格进行分析统计，并获取子流域、等高带相关参数；

S2，基于DEM提取等高带内的模拟河道和沟道，并统计模拟沟道的数量及平均长度；根据子流域内各栅格最终汇入的河道沟道栅格类型，统计沟道和河道汇流栅格个数，并计算沟道河道径流分配系数；

S3，设定淤地坝只存在于沟道上，且将每个沟道上的所有淤地坝概化为一个等效淤地坝，并假定每条沟道上淤地坝大小一样且位于沟道出口处，统计淤地坝的相关参数；

S4，基于运动波方程对各等高带坡面进行汇流模拟得出各等高带坡面汇流量，所有等高带坡面汇流结束后，计算总的进入沟道的流量，并除以沟道个数得到单个沟道侧向入流量，并采用运动波方程对沟道汇流过程进行模拟；

S5，对S4步骤计算的沟道汇流量进行淤地坝调蓄模拟，即淤地坝先拦蓄一部分沟道径流，加入淤地坝储量中，再根据淤地坝水量平衡模拟出流量，从而实现淤地坝对沟道径流量的调节作用；

S6，采用运动波方程对子流域河道进行汇流模拟，重复步骤S4-S6，直到所有时间、所有子流域汇流模拟结束。

2.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1中：

所述子流域是地表水文过程相对独立的区域单元，主要用于沟道、河道汇流运算；所述等高带是子流域内部的细分，用于反映高程变化的差异影响，主要用于产流、坡面汇流运算；

确定等高带范围包括：首先确定等高带个数，再依据等高带的个数确定等高带范围。

3.根据权利要求2所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1中：

所述等高带的个数确定方法包括以下两种：

方法一：给定最大等高带个数和最小等高带面积阈值参数计算获得；首先采用子流域面积除以最小等高带面积阈值确定等高带个数，再同最大等高带个数求最小值得到最终的等高带个数；

方法二：给定等高带平均面积参数计算获得；采用子流域面积除以等高带面积，向上取整得出最终的等高带个数；

根据等高带个数确定等高带范围的方法，包括对子流域内所有栅格按高程降序排列，获得最高和最低高程值，采用等高带个数将这个高程区间进行等分，按高程从高到底依次从1开始自然数编号；遍历子流域内栅格，根据栅格高程位于的高程区间分别赋值对应的区间编号，从而确定各等高带范围，即相同编号的栅格位于同一个等高带。

4.根据权利要求3所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S1中：根据划分的等高带范围，以DEM为基础数据提取等高带的坡度、长和宽参数；

其中，等高带坡度是等高带范围内所有栅格坡度的平均值，等高带宽是沿着坡面流向的长度，等高带长是垂直坡面流向的长度，长和宽计算公式如下：

wid_c＝(H_max-H_min)/sin(slope)

len_c＝A_c/wid

其中，wid_c为等高带宽，len_c为等高带长，H_max是等高带范围内的最大高程，H_min是等高带范围内的最小高程，slope是等高带平均坡度，A_c是等高带面积。

5.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21，由于提取的沟道存在着长度过小的情况，认为这些短的沟道属于提取出的伪沟道，需要加以剔除，因此直接由阈值提取出的沟道为备选沟道；

S22，遍历子流域内的河道栅格，统计流入河道栅格的备选沟道栅格作为备选沟道的出口；对每个备选沟道出口栅格，统计所有流入该栅格的上游备选沟道栅格，确定该备选沟道的最大汇流路径长度；

S23，设定一个沟道最小长度阈值，并认为长度小于该阈值的备选沟道为伪沟道；将伪沟道栅格属性赋值为坡面栅格，统计确定该子流域内沟道条数N_g，并对所有沟道长度求平均值得到沟道的平均概化长度len_g；

S24，对流域内每个河道和沟道栅格进行溯源遍历确定各栅格的汇流属性；

如果沟道栅格位于最低等高带，则给所有汇入该沟道栅格的栅格赋值最低等高带沟道汇流属性(F1)，对所有汇入最低等高带河道栅格的栅格赋值最低等高带河道汇流属性(F2)，对所有汇入其他等高带沟道栅格的栅格赋值其他等高带沟道汇流属性(F3)，对所有汇入其他等高带河道栅格的栅格赋值其他等高带河道汇流属性(F4)；

S25，统计沟道和河道汇流栅格个数，并计算等高带坡面、沟道、河道径流分配系数。

6.根据权利要求5所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，

等高带坡面、沟道、河道径流分配系数分为最低等高带坡面、沟道和河道径流分配系数和其他等高带坡面、沟道、河道径流分配系数，其中最低等高带坡面、沟道、河道径流分配系数计算公式如下：

r_p＝0

r_g＝N_F1/(N_F1+N_F2)

r_r＝N_F2/(N_F1+N_F2)

其他等高带坡面、沟道、河道径流分配系数计算公式如下：

r_p＝(N_F1+N_F2)/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

r_g＝N_F3/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

r_r＝N_F4/(N_F1+N_F2+N_F3+N_F4)

其中，r_p，r_g，r_r表示坡面、沟道、河道的径流分配系数；N_F1为该等高带内最低等高带沟道汇流属性栅格个数；N_F2为该等高带内最低等高带河道汇流属性栅格个数；N_F3为该等高带内其他等高带沟道汇流属性栅格个数；N_F4为该等高带内其他等高带河道汇流属性栅格个数。

7.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S3中还包括：

将沟道汇流过程均等分为N_g个，且根据实际情况确定子流域内是否有淤地坝；如果有淤地坝，则将流域内的所有淤地坝概化为N_g个大小一样的等效淤地坝，且假定位于各沟道出口，从而起到淤地坝拦蓄沟道径流的作用；

所述淤地坝的相关参数包括每个等高带内淤地坝的面积、最大洼地储留深、沟道径流拦截比例、淤地坝透水系数；

所述淤地坝的面积可根据DEM和遥感影像，基于一定的准则解译出子流域范围内的淤地坝范围，并同各等高带范围进行叠合处理，从而得出各等高带内的淤地坝面积；

所述淤地坝最大洼地储留深根据参考文献设置；

淤地坝沟道径流拦截比例用于表征淤地坝对沟道径流的拦截程度，范围在0-1之间，是反映淤地坝位置和溢流信息的一个参数，如果实际情况下淤地坝大多位于沟道下游，则该比例系数较大，如果实际情况下淤地坝大多位于沟道上游，则该比例系数较小，如果淤地坝有溢流设施，则该比例相对较小；

淤地坝透水系数用于表示通过坝体渗透的水量占储水量的比例。

8.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S4中：

运动波方程模拟等高带的汇流过程：

ql_i＝q_i/len_i；

S_fi＝S_0i；

其中，ql_i为汇流单宽流入量，q_i为参与汇流过程侧向径流量，len_i为汇流长度，A_i为汇流过水断面面积，Q_i为汇流断面出口流量，n_i为曼宁糙率系数，R_i为水力半径，S_0i为坡降，S_fi为摩擦坡降，亡为时间，x为沿汇流方向的坐标，i表示坡面(＝pj，j为等高带编号)、沟道(＝g)、河道(＝r)不同汇流情况；

对于坡面汇流而言，每个等高带都有坡面汇流过程。汇流断面概化为矩形断面，汇流长度等于等高带宽，汇流断面宽等于等高带长，各等高带坡面汇流上游入流量等于Q_p(j-1)*r_p(j-1)，参与汇流的侧向径流量q_pj为当前等高带产流量，坡降S_0p为等高带坡降；

对于沟道汇流而言，只在子流域层面进行汇流演算，且认为子流域内有N_g条长度为len_g的沟道，对每条沟道分别进行汇流演算得到各沟道汇流量Q_g，再求和得到总的沟道汇流量Q_g*N_g；沟道的断面概化为倒等腰梯形，相关参数根据调查或文献获得。沟道汇流上游入流量＝0，参与侧向径流的q_g等于各等高带计算的坡面汇流量Q_pj*r_g之和，坡降S_0g为外部给定的沟道坡降参数。

9.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S5中：

淤地坝调蓄模拟过程如下：

S51，根据各等高带淤地坝面积和洼地储留深，计算得出当前时段淤地坝上洼地储留的水量以及最大储水量，计算得出当前淤地坝可容纳的最大水量＝最大储水量-时段初储水量-时段降水+时段蒸发+时段入渗量；

S52，根据淤地坝拦截比例和当前时段所有沟道汇入径流量，计算得出当前时段拦截沟道径流进入淤地坝区域的水量，并采用当前淤地坝可容最大水量进行修正，计算得到淤地坝储水量；

S53，根据淤地坝储水量以及透水系数，计算得出当前时段渗透淤地坝排入下游的水量；

S54，计算当前时段淤地坝净储水量＝时段拦截水量-时段淤地坝透水量；

S55，修正所有沟道汇流量＝修正前流量-当前时段淤地坝净储水量/时段时长；

S56，计算时段末淤地坝储水量＝时段初储水量+当前时段淤地坝净储水量，并根据各等高第面积，计算各等高带上淤地坝的时段末洼储水深。在计算时段末洼地储留深的时候，需要根据当前时段淤地坝净储水量的符号以及时段初各等高带洼地储留深的值进行分类处理，如果净储水量为负，则对时段初各等高带洼地储留深按比例缩减即可，如果净储水量为正，则将所有储水量平摊到各等高带上。

10.根据权利要求1所述的考虑淤地坝影响的子流域汇流模拟方法，其特征在于，步骤S6中：

对河道采用运动波方程进行河道汇流模拟；

对于河道而言，也只在子流域层面进行汇流演算，只有1个河段，长度为根据DEM提取的len_r，断面也概化为倒等腰梯形，相关参数根据河流上水文实测断面进行概化得出；河道上游入流量等于上游子流域出口径流量，参与侧向径流的q_r为各等高带计算的坡面汇流量Q_pj*r_r以及经过淤地坝调蓄后的沟道汇流量Q′_g*N_g总和。

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