Chapter 3 建模参数详解
提交任务时,你需要填写一组建模参数。这些参数控制着网格精细程度、气象驱动来源、模拟时间范围等关键设置,直接影响模型的精度和处理时间。本章详细解释每个参数的含义及推荐取值。
3.1 网格参数
网格参数决定了流域被划分为多少个计算单元,以及每个单元的大小上限。
3.1.1 空间尺度的基础量
以下几个基础量贯穿整个网格生成过程:
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| \(A\) | 流域边界总面积(系统在等面积投影下自动计算) | m² |
| \(N\) | 你设置的最小单元数 | 个 |
| \(a_{\max}\) | 你设置的最大单元面积 | km² |
| \(D\) | 你设置的含水层厚度 | m |
3.1.2 最小单元数
含义:流域被划分的目标网格单元数下限。单元数越多,空间精度越高,计算量越大。
如果你没有明确指定最大单元面积,系统会根据最小单元数自动估算每个单元的平均面积:
\[ a_{\max} = \frac{A}{N} \times 10^{-6} \]
其中 \(A/N\) 的单位是 m²,乘以 \(10^{-6}\) 后得到 km²。
推荐范围:
| 流域面积 | 建议最小单元数 | 预期平均分辨率 |
|---|---|---|
| < 50 km² | 200–500 | 100–250 m |
| 50–500 km² | 500–2000 | 160–320 m |
| > 500 km² | 1000–5000 | 依面积而定 |
注意:最小单元数上限为 100,000,超过该值系统自动截断。单元数过多会显著增加处理时间(超过数小时)。
3.1.3 最大单元面积
含义:单个网格单元允许的面积上限(km²)。设置此参数后,系统会保证所有单元面积不超过该值,与最小单元数共同约束网格密度。
系统内部将最大单元面积折算为一个等效圆半径 \(r\),用于控制边界和河网的几何简化尺度:
\[ r = \sqrt{\frac{a_{\max} \times 10^6}{\pi}} \quad (\text{单位:m}) \]
可以理解为:一个面积等于 \(a_{\max}\) km² 的圆形单元,其半径约为 \(r\) 米;这个半径决定了边界和河道线段的最小可见尺度。
推荐值:默认为 1.0 km²,适合 100–1000 km² 量级的流域。小流域可适当减小(如 0.1),大流域可适当增大(如 5.0)。
图 3.1 展示了某典型流域(约 16 km²,max_cell_area = 0.025 km²)生成的三角网格面积与等效分辨率分布:
Figure 3.1: 三角形单元面积分布(上)与等效分辨率分布(下)。大多数单元的等效分辨率落在 140–170 m 之间,说明网格比较均匀。