CN108090609B - 一种水力要素的确定方法及装置 - Google Patents

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CN108090609B CN201711340054.2A CN201711340054A CN108090609B CN 108090609 B CN108090609 B CN 108090609B CN 201711340054 A CN201711340054 A CN 201711340054A CN 108090609 B CN108090609 B CN 108090609B
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Abstract

本发明提供了一种水力要素的确定方法及装置,该水力要素的确定方法包括:获取目标渠道的设计参数,其中设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;根据设计参数,对目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;对优化后的水力坡度和断面尺寸进行验证;当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸。本发明实施例通过获取目标渠道的设计参数,通过原始的设计参数对渠道的水力坡度和端面尺寸进行优化,使得在目标渠道灌溉区域面积一定的情况下,能有效提高灌溉效率。

Description

一种水力要素的确定方法及装置
技术领域
本发明涉及水利技术领域,特别涉及一种水力要素的确定方法及装置。
背景技术
通过灌溉渠系输配水进行地面灌溉是目前应用最为广泛的一种农田灌溉方式。灌溉渠系一般由多级灌溉渠道构成,基于对各级灌溉渠道的控制面积不同,故在不同尺度的灌溉区域约束下,渠道的输配水时间也不同。所以,为了实现高效灌溉并同时达到节水的目的,减小渠道输配水时间对于提高灌溉效率十分重要。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种水力要素的确定方法及装置,用以优化渠道水利坡度和断面尺寸,实现灌溉效率的提高。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种水力要素的确定方法,包括:
获取目标渠道的设计参数,其中所述设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;
根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;
对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证;
当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸。
进一步的,所述的水力要素的确定方法还包括:
当验证未通过后,将优化后的所述水力坡度作为原始水力坡度,优化后的断面尺寸作为原始断面尺寸,重新执行对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化的步骤。
进一步的,根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸的步骤包括:
根据所述设计参数中的所述目标渠道的材质,获得所述目标渠道的涡粘性系数;
根据所述涡粘性系数、所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和所述控制区域面积参数,通过粒子群算法对所述原始水力坡度和原始断面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸。
进一步的,所述对优化后的所述水力要素进行验证的步骤包括:
根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间;
将所述灌水时间与预设灌水时间进行比较,获得所述灌水时间与所述预设灌水时间的相对误差;
当所述相对误差小于或等于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸通过验证;
当所述相对误差大于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸未通过验证。
进一步的,根据所述涡粘性系数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤包括:
根据谢才公式:
Figure BDA0001508180570000021
Figure BDA0001508180570000022
以及浅水方程组:
Figure BDA0001508180570000023
Figure BDA0001508180570000024
Figure BDA0001508180570000031
计算获得灌水时间t,其中V表示断面平均流速,C表示预设谢才系数,R表示水力半径,J表示水力坡度,A表示过水断面面积,Pw表示水流与固体边界接触部分的周长,H表示水深,u表示沿水力坡度方向的平均流速,x表示纵坡方向距离,v表示沿水深反向的平均流速,y表示底宽方向距离,g表示重力加速度,Z表示水位函数,Z=Zb+H,Zb表示渠底高程,υ表示涡粘性系数;
其中,水流与固体边界接触部分的周长Pw根据所述控制区域面积参数获得,过水断面面积A、水深H、渠底高程Zb均根据所述断面尺寸获得。
进一步的,所述的水力要素的确定方法还包括:
若当前为第一次执行根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤,
则根据所述目标渠道的设计参数,获得设计灌水时间,并将所述设计灌水时间作为所述预设灌水时间;
否则,将上一次执行根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤中,获得的灌水时间作为所述预设灌水时间。
根据本发明另一方面,本发明实施例还提供了一种水力要素的确定装置,包括:
获取模块,用于获取目标渠道的设计参数,其中所述设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;
优化模块,用于根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;
验证模块,用于对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证;
确定模块,用于当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸。
进一步的,所述优化模块,还用于:
当验证未通过后,将优化后的所述水力坡度作为原始水力坡度,优化后的断面尺寸作为原始断面尺寸,重新执行对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化的步骤。
根据本发明另一方面,本发明实施例还提供了一种水力要素的确定装置,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的水力要素的确定方法的步骤。
根据本发明另一方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的水力要素的确定方法的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例提供的一种水力要素的确定方法及装置,至少具有以下有益效果:
本发明实施例,通过获取目标渠道的设计参数,通过原始的设计参数对渠道的水力坡度和端面尺寸进行优化,并通过验证获得较优的水力坡度和端面尺寸,使得在目标渠道灌溉区域面积一定的情况下,能有效提高灌溉效率。
附图说明
图1为本发明实施例的水力要素的确定方法的流程图之一;
图2为本发明实施例的水力要素的确定方法的流程图之二;
图3为本发明实施例的水力要素的确定方法的流程图之三;
图4为本发明实施例的水力要素的确定装置的结构示意图;
图5为本发明实施例的目标渠道沿水流方向上的剖面图;
图6为本发明实施例的目标渠道末端渠道断面尺寸及设计水头示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中,应理解,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
参见图1,本发明实施例提供了一种水力要素的确定方法,包括:
步骤101,获取目标渠道的设计参数,其中所述设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;
其中,获取的参数可以根据渠道设计时的设计资料获得,也可以根据实际测量等方式获得。
步骤102,根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;
其中,参见图2,步骤102包括:
步骤201,根据所述设计参数中的所述目标渠道的材质,获得所述目标渠道的涡粘性系数;
步骤202,根据所述涡粘性系数、所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和所述控制区域面积参数,通过粒子群算法对所述原始水力坡度和原始断面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸。
其中粒子群算法具体步骤如下:
步骤1、初始化。在决策变量允许范围内随机产生N个粒子的位置,初始化粒子速度为0,粒子个体引导者为xpi=xi,i=1,2,...,N。
步骤2、计算每个粒子的适应值,并以此更新粒子的全局引导者。
步骤3、判断算法是否满足终止条件,若满足,则终止迭代,并输出最优解。
步骤4由以下公式更新每个粒子的速度和位置。
vi,j(t+1)=wvi,j(t)+c1r1(xpi,j(t)-xi,j(t))+c2r2(xgj(t)-xi,j(t))
xi,j(t+1)=xi,j(t)+vi,j(t+1)
其中,w为惯性权重,无量纲;c1和c2为学习因子或加速系数,无量纲;r1和r2为服从均匀分布U(0.1)的随机数,无量纲;j=1,2,...,n;i=1,2,...,N,N为粒子规模。
可以理解的是,上述粒子群算法仅是本发明提供的一优选实施例,本发明并不限于上述算法进行优化,还可以通过混沌粒子算法等进行优化。
步骤103,对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证;
其中,参见图3、图5和图6,步骤103包括:
步骤301,根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间;
其中,步骤301包括:
根据谢才公式:
Figure BDA0001508180570000061
Figure BDA0001508180570000062
以及浅水方程组:
Figure BDA0001508180570000063
Figure BDA0001508180570000064
Figure BDA0001508180570000071
计算获得灌水时间t,其中V表示断面平均流速,C表示预设谢才系数,R表示水力半径,J表示水力坡度,A表示过水断面面积,Pw表示水流与固体边界接触部分的周长,H表示水深,u表示沿水力坡度方向的平均流速,x表示纵坡方向距离,v表示沿水深反向的平均流速,y表示底宽方向距离,g表示重力加速度,Z表示水位函数,Z=Zb+H,Zb表示渠底高程,υ表示涡粘性系数;
其中,水流与固体边界接触部分的周长Pw根据所述控制区域面积参数获得,过水断面面积A、水深H、渠底高程Zb均根据所述断面尺寸获得。
其中若当前为第一次执行根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤,
则根据所述目标渠道的设计参数,获得设计灌水时间,并将所述设计灌水时间作为所述预设灌水时间;
否则,将上一次执行根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤中,获得的灌水时间作为所述预设灌水时间。
步骤302,将所述灌水时间与预设灌水时间进行比较,获得所述灌水时间与所述预设灌水时间的相对误差;
步骤303,当所述相对误差小于或等于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸通过验证;
其中,相对误差可以根据公式
Figure BDA0001508180570000072
其中,ARE表示相对误差;tn-1为预设灌水时间,单位h;t为本次优化所得的灌溉时间,单位为h。
其中,对于预设门限可以根据实际情况进行设置,在本发明一优选实施例中,所述预设门限优选为约1%。
步骤304,当所述相对误差大于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸未通过验证。
步骤104,当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸。
本发明实施例,通过获取目标渠道的设计参数,通过原始的设计参数对渠道的水力坡度和端面尺寸进行优化,并通过验证获得较优的水力坡度和端面尺寸,使得在目标渠道灌溉区域面积一定的情况下,能有效提高灌溉效率。
其中,所述的水力要素的确定方法还包括:当验证未通过后,将优化后的所述水力坡度作为原始水力坡度,优化后的断面尺寸作为原始断面尺寸,重新执行对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化的步骤。
其中,对于优化的迭代次数优选为不大于1000次。
本发明实施例依据渠道的设计资料,获取目标渠道的材质、水力坡度、设计断面及控制区域面积参数,对优化后渠道的水力坡度及断面尺寸进行预设,分别获取两者的预设值。采用预设算法,例如粒子群算法或混沌粒子算法等对优化渠道的水力坡度及断面尺寸的预设值进行优化,将优化后渠道的水力坡度及断面尺寸,带入浅水方程组,求解得到优化后完成目标区域灌水所需时间,当优化后渠道控制区域灌溉时间与设计水头的相对误差小于等于预设阈值时,则获取可行的优化后渠道的水力坡度和断面尺寸。反之,则对优化后渠道的水力坡度和断面尺寸进行优化,重复上述过程,直至两者之间的相对误差小于等于预设阈值,获取两个可行结果。本发明实施例的方法通过对目标渠道的水力坡度及断面尺寸进行优化,针对不同的控制面积采用最适宜的水力坡度及断面尺寸,有效减少了灌水时间,提高了灌溉效率。
参见图4,根据本发明另一方面,本发明实施例还提供了一种水力要素的确定装置,包括:
获取模块401,用于获取目标渠道的设计参数,其中所述设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;
优化模块402,用于根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;
验证模块403,用于对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证;
确定模块404,用于当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸。
进一步的,所述优化模块,还用于:
当验证未通过后,将优化后的所述水力坡度作为原始水力坡度,优化后的断面尺寸作为原始断面尺寸,重新执行对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化的步骤。
进一步的,所述优化模块包括:
第一获取单元,用于根据所述设计参数中的所述目标渠道的材质,获得所述目标渠道的涡粘性系数;
优化单元,用于根据所述涡粘性系数、所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和所述控制区域面积参数,通过粒子群算法对所述原始水力坡度和原始断面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸。
进一步的,所述验证模块包括:
第二获取单元,用于根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间;
第三获取单元,用于将所述灌水时间与预设灌水时间进行比较,获得所述灌水时间与所述预设灌水时间的相对误差;
第一确定单元,用于当所述相对误差小于或等于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸通过验证;
第二确定单元,用于当所述相对误差大于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸未通过验证。
进一步的,所述第二获取单元具体用于:
根据谢才公式:
Figure BDA0001508180570000091
Figure BDA0001508180570000092
以及浅水方程组:
Figure BDA0001508180570000093
Figure BDA0001508180570000101
Figure BDA0001508180570000102
计算获得灌水时间t,其中V表示断面平均流速,C表示预设谢才系数,R表示水力半径,J表示水力坡度,A表示过水断面面积,Pw表示水流与固体边界接触部分的周长,H表示水深,u表示沿水力坡度方向的平均流速,x表示纵坡方向距离,v表示沿水深反向的平均流速,y表示底宽方向距离,g表示重力加速度,Z表示水位函数,Z=Zb+H,Zb表示渠底高程,υ表示涡粘性系数;
其中,水流与固体边界接触部分的周长Pw根据所述控制区域面积参数获得,过水断面面积A、水深H、渠底高程Zb均根据所述断面尺寸获得。
进一步的,所述第二获取单元还用于:
若当前为第一次执行根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤,
则根据所述目标渠道的设计参数,获得设计灌水时间,并将所述设计灌水时间作为所述预设灌水时间;
否则,将上一次执行根据所述涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤中,获得的灌水时间作为所述预设灌水时间。
本发明实施例的水力要素的确定装置能够实现上述方法实施例中的各个过程,并具有相应的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
根据本发明另一方面,本发明实施例还提供了一种水力要素的确定装置,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的水力要素的确定方法的步骤。
根据本发明另一方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的水力要素的确定方法的步骤。
综上,本发明实施例,通过获取目标渠道的设计参数,通过原始的设计参数对渠道的水力坡度和端面尺寸进行优化,并通过验证获得较优的水力坡度和端面尺寸,使得在目标渠道灌溉区域面积一定的情况下,能有效提高灌溉效率。
此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水力要素的确定方法,其特征在于,包括:
获取目标渠道的设计参数,其中所述设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;
根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始断面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;
对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证;
当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸;
所述对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证包括:
根据涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间,其中所述涡粘性系数与所述目标渠道的材质相关;
将所述灌水时间与预设灌水时间进行比较,获得所述灌水时间与所述预设灌水时间的相对误差;
当所述相对误差小于或等于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸通过验证;
当所述相对误差大于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸未通过验证;
若当前为第一次执行根据涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤,则根据所述目标渠道的设计参数,获得设计灌水时间,并将所述设计灌水时间作为所述预设灌水时间;
否则,将上一次执行根据涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤中,获得的灌水时间作为所述预设灌水时间。
2.根据权利要求1所述的水力要素的确定方法,其特征在于,还包括:
当验证未通过后,将优化后的所述水力坡度作为原始水力坡度,优化后的断面尺寸作为原始断面尺寸,重新执行对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化的步骤。
3.根据权利要求1所述的水力要素的确定方法,其特征在于,根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸的步骤包括:
根据所述设计参数中的所述目标渠道的材质,获得所述目标渠道的涡粘性系数;
根据所述涡粘性系数、所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和所述控制区域面积参数,通过粒子群算法对所述原始水力坡度和原始断面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸。
4.根据权利要求1所述的水力要素的确定方法,其特征在于,根据所述涡粘性系数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间的步骤包括:
根据谢才公式:
Figure FDA0002655975730000021
Figure FDA0002655975730000022
以及浅水方程组:
Figure FDA0002655975730000023
Figure FDA0002655975730000024
Figure FDA0002655975730000025
计算获得灌水时间t,其中V表示断面平均流速,C表示预设谢才系数,R表示水力半径,J表示水力坡度,A表示过水断面面积,Pw表示水流与固体边界接触部分的周长,H表示水深,u表示沿水力坡度方向的平均流速,x表示纵坡方向距离,v表示沿水深反向的平均流速,y表示底宽方向距离,g表示重力加速度,Z表示水位函数,Z=Zb+H,Zb表示渠底高程,υ表示涡粘性系数;
其中,水流与固体边界接触部分的周长Pw根据所述控制区域面积参数获得,过水断面面积A、水深H、渠底高程Zb均根据所述断面尺寸获得。
5.一种水力要素的确定装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取目标渠道的设计参数,其中所述设计参数包括:目标渠道的材质、目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数;
优化模块,用于根据所述设计参数,对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化,并获得优化后的水力坡度和断面尺寸;
验证模块,用于对优化后的所述水力坡度和所述断面尺寸进行验证;
确定模块,用于当验证通过后,确定验证通过的水力坡度为目标水力坡度,验证通过的断面尺寸为目标断面尺寸;
所述验证模块,还用于根据涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间,其中所述涡粘性系数与所述目标渠道的材质相关;
将所述灌水时间与预设灌水时间进行比较,获得所述灌水时间与所述预设灌水时间的相对误差;
当所述相对误差小于或等于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸通过验证;
当所述相对误差大于预设门限时,确定所述水力坡度与所述断面尺寸未通过验证;
所述验证模块,还用于若当前为第一次根据涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得灌水时间,则根据所述目标渠道的设计参数,获得设计灌水时间,并将所述设计灌水时间作为所述预设灌水时间;
否则,将上一次根据涡粘性系数、所述控制区域面积参数和优化后的所述水力坡度与所述断面尺寸,获得的灌水时间作为所述预设灌水时间。
6.根据权利要求5所述的水力要素的确定装置,其特征在于,所述优化模块,还用于:
当验证未通过后,将优化后的所述水力坡度作为原始水力坡度,优化后的断面尺寸作为原始断面尺寸,重新执行对所述目标渠道的原始水力坡度和原始端面尺寸进行优化的步骤。
7.一种水力要素的确定装置,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的水力要素的确定方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的水力要素的确定方法的步骤。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678369A (en) * 1984-05-23 1987-07-07 Ed. Zublin Aktiengesellschaft Method and arrangement for sealing off dumps to prevent seepage
CN106503344A (zh) * 2016-10-31 2017-03-15 济南大学 一种冰盖下明渠输水渠道及其水力最优断面的求解方法
CN107313410A (zh) * 2017-07-13 2017-11-03 黑龙江省水利水电勘测设计研究院 渠道水深设计方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678369A (en) * 1984-05-23 1987-07-07 Ed. Zublin Aktiengesellschaft Method and arrangement for sealing off dumps to prevent seepage
CN106503344A (zh) * 2016-10-31 2017-03-15 济南大学 一种冰盖下明渠输水渠道及其水力最优断面的求解方法
CN107313410A (zh) * 2017-07-13 2017-11-03 黑龙江省水利水电勘测设计研究院 渠道水深设计方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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《坡面截洪渠设计流量及断面优化分析》;蔡剑波等;《城市道桥与防洪》;20100515;全文 *

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