申请/专利权人：中国水利水电科学研究院;珠江水利委员会珠江水利科学研究院

申请日：2023-07-18

公开（公告）日：2023-11-07

公开（公告）号：CN117009722A

主分类号：G06F17/11

分类号：G06F17/11;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.01#实质审查的生效;2023.11.07#公开

摘要：本发明涉及一种基于全气象参数的河渠水气热平衡计算方法，包括：计算净进入水体的太阳辐射值；计算水体向外释放的净长波辐射；计算水体表面的蒸发失热；计算水气温差引起的热传导；计算降雪失热；计算水气热平衡。本发明所述的方法不需要求解微分方程和迭代计算，可直接计算热平衡中的太阳辐射、长波辐射、蒸发失热、水气热传导和降雪失热，具有准确高效的特点，计算效率相比复杂的热力学模型显著提高。所述的计算方法能够精细模拟河渠逐小时水体吸收的太阳辐射、吸收的长波辐射，也能计算各时段水体反射的太阳辐射、释放的长波辐射、蒸发失热、水体与气温温差引起的热传导及降雪引起的失热，具有精细化、模块化的特点，实用性强。

主权项：1.一种基于全气象参数的河渠水气热平衡计算方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：步骤1，计算净进入水体的太阳辐射值：不考虑云层遮挡的水面太阳辐射的方程为： 式中：φs0为水面平均太阳辐射；t1为计算太阳辐射的起始时间；t2为计算太阳辐射的终止时间；ω1为t1对应的太阳辐射小时角，即ω1＝180-15t1π180；ω2为t2对应的太阳辐射小时角；I0为太阳辐射常数；E0为太阳与地球距离的修正参数；δ为太阳倾斜角；L为计算位置纬度对应的弧度角；无云层遮挡条件下大气层吸收后剩余的太阳辐射的方程为：φcl＝0.99-0.17emφs02式中：φcl为考虑大气层吸收后的净太阳辐射值；em为计算位置大气质量修正系数；云层遮挡下的太阳辐射强度与云量密切相关，设云层遮挡系数为C，完全无云时C＝0，太阳被乌云完全遮挡时C＝10，则云层遮挡影响下的水面太阳辐射的方程为：φri＝1-0.0065C2φcl3式中：φri为云层遮挡下到达水面的太阳辐射；净进入水体的太阳辐射值为：φsw＝1-erφri4式中：φsw为进入水体的净太阳辐射；er为水面反照率；步骤2，计算水体向外释放的净长波辐射：水体净向外辐射的长波采用如下方程计算： 式中：φb为水体净长波辐射；σ为常数；Tw为水体温度；Ta为空气温度；εa为大气发射率；ek为考虑云层影响的经验系数；步骤3，计算水体表面的蒸发失热：水体蒸发引起的热交换计算方程为：φe＝0.48441.56Kn+6.08vaet-ea6Kn＝8+0.35Tw-Ta7式中：φe为水体蒸发失热；et为相对湿度为100％时对应的蒸气压；ea为水面局部蒸气压；Kn为与水气温差相关的经验参数；va为水面上2m处的风速；步骤4，计算水气温差引起的热传导：基于温差的水气热传导计算方程：φh＝0.4844Kn+3.9vaTs-Ta8式中：Ts为水体表面温度；φh为水体与空气间的热传导；步骤5，计算降雪失热：降雪引起的水体失热计算方程为：φs＝As[Li+CpTw-Ta]9式中：φs为降雪引起的失热通量；As为单位时间单位面积水体上的降雪质量；Li为雪的融化潜热；Cp为水体比热容；步骤6，计算水气热平衡：基于全气象参数的冬季河渠水气热平衡通量计算方程为：φwt＝φsw-φb-φe-φh-φs10式中：φwt为水体表面热交换通量；φsw为进入水体的净太阳辐射；φb为水体净长波辐射；φe为水体蒸散发失热；φh为水体与空气间的热传导；φs为降雪引起的失热通量。

全文数据：

权利要求：

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