CN112287436B - 一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统 - Google Patents

一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112287436B
CN112287436B CN202011109863.4A CN202011109863A CN112287436B CN 112287436 B CN112287436 B CN 112287436B CN 202011109863 A CN202011109863 A CN 202011109863A CN 112287436 B CN112287436 B CN 112287436B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reservoir
section
capacity
information
river
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011109863.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112287436A (zh
Inventor
张金良
罗秋实
万占伟
陈松伟
刘俊秀
陈翠霞
钱裕
鲁俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yellow River Engineering Consulting Co Ltd
Original Assignee
Yellow River Engineering Consulting Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yellow River Engineering Consulting Co Ltd filed Critical Yellow River Engineering Consulting Co Ltd
Priority to CN202011109863.4A priority Critical patent/CN112287436B/zh
Publication of CN112287436A publication Critical patent/CN112287436A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112287436B publication Critical patent/CN112287436B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明提供了一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计方法，包括：采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容；根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；判断所述横断面设计参数是否合理，若合理，若合理，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容。用以根据水库淤积形态指标设计水库淤积断面形态，计算水库有效库容。

Description

一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统
技术领域
本发明涉及水利枢纽工程泥沙技术领域，特别涉及一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统。
背景技术
天然河流上修建水库后，河道的侵蚀基准面抬高，破坏了河道与来水来沙相对平衡状态，由于河流自身的平衡趋向性，库区河道则发生剧烈的冲淤，河道冲淤演变的结果，将在新的侵蚀基准面下达到新的平衡。受库区地形条件、来水来沙条件、水库运用方式的影响，不同水库淤积形态差别很大。水库纵向淤积形态有三角洲淤积、锥体淤积及带状淤积三种类型，水库横向淤积形态一般呈现淤槽为主、淤滩为主、沿湿周淤积、淤积面水平抬高四种类型。对于不同地区的水库，受地形地貌、来水来沙条件等影响，水库干支流淤积形态随时空变化有很大的差异性；对于同一座水库，受水库运用方式的影响，库区干支流不同位置、不同断面的淤积形态也不尽相同。在水库淤积形态设计过程中，一般是基于有限的断面进行纵横断面形态设计，需要开展大量的方案计算比选。另外，地形法与断面法计算水库库容各有优势，如何根据两种方法相进行有效库容合成计算一直是一个难题。因此需要一种快速有效的方法来实现。
水库淤积断面和有效库容设计需要解决三个难点，一是设计断面生成问题，二是断面法与地形法库容相互校验问题，三是地形法与断面法有效库容合成计算问题。当前水库泥沙淤积形态设计多是通过半理论和半经验的方法解决，如传统设计中水库有效库容计算通常单一采用地形法或断面法计算。本发明针对三个难题提出了有效的技术方法：对于设计断面生成问题，通过基于有限控制线的断面引导生成技术完成，具体操作是设置河槽槽底高程、河道顶宽、槽顶高程、滩面宽度、滩面高程作为形态控制线。对于断面法与地形法库容相互校验问题，通过选取具有代表性的断面，分断面、分高程级进行逐级校验，对比两种方法计算的库容存在的差别，将地形法库容按照一定的比例系数分配至库区各断面之间。对于地形法与断面法有效库容合成计算问题，通过滩面以上采用地形法计算库容、滩面以下用断面法计算库容来解决。
本发明计算手段方面在水库淤积形态设计成果的基础上，开发了一套水库有效库容计算模型系统，实现水库有效库容计算的程序化和标准化，步骤简明、成果可靠、计算简便、易于操作，是一种易于为基层科技工作者掌握和使用的简便方法。总之，水库淤积形态设计是计算水库有效库容的基础，本发明通过建立一种多沙河流水库淤积断面设计和有效库容快速计算的方法和系统，可以合理解决断面生成、断面法与地形法库容差异、断面法与地形法有效库容合成计算等技术难题，为多沙河流水库淤积形态设计和有效库容计算提供了一种技术解决方案。
发明内容
本发明提供一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统，用以根据水库淤积形态指标设计水库淤积断面形态，计算水库有效库容。
本发明提供一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计方法，包括：
采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；
分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；
基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容，并根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；
判断所述横断面设计参数是否合理，若合理，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容。
在一种可能实现的方式中，
分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标的步骤包括：
根据采集的地形信息以及断面信息，分析所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
其中，所述纵向淤积特征指标包括：水库坝前淤积面高程、分段长度和分段河槽纵比降、滩地纵比降相关的纵向淤积特征指标。
在一种可能实现的方式中，
根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数的步骤包括：
根据采集的地形信息以及断面信息，分析所述多沙河流水库的平滩流量河槽深度、水下边坡、河槽边坡；
结合获取的所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标，计算所述多沙河流水库淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度相关的横断面设计参数。
在一种可能实现的方式中，
基于地形法和断面法，计算所述多沙河流水库的原始库容的步骤包括：
根据库区实测地形，将等高线逐段封闭，通过计算等高线封闭的面积计算地形法总库容，此时，地形法 总库容为基于地形法计算得到的所述多沙河流水库的总原始库容VD，
根据所述多沙河流水库的库区原始断面，并结合预先确定的库区分段情况、干支流分布情况，并基于断面法分别计算不同高程下的所述多沙河流水库对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容
Figure BDA0002728245520000031
及所述多沙河流水库的断面法总原始库容VC；
根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配，即按照比例系数将所述地形法库容分配至对应的库区各段；
根据如下公式，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容，并以此作为库区分段原始库容；
Figure BDA0002728245520000041
其中，Ci,j表示比例系数，VD表示基于地形法计算的所述多沙河流水库的总原始库容，
Figure BDA0002728245520000042
表示基于断面法计算得到的第i库段、第j级高程对应的原始库容，
Figure BDA0002728245520000043
表示结合地形法和断面法，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容。
在一种可能实现的方式中，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容的步骤包括：
当所述多沙河流水库的高程级Z0低于设计断面最高点Zmax时，采用高程级 Z0以下的断面法库容作为有效库容；
当所述高程级Z0高于设计断面最高点Zmax时，按照所述断面法计算所述设计断面最高点Zmax以下的的库容，同时，按照所述地形法计算所述设计断面最高点Zmax至Z0之间的库容。
在一种可能实现的方式中，
采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息之前，还包括：
确定采集地形信息以及断面信息的采集端口集合，并确定所述采集端口集合中每个目标端口的采集属性，其中，所述采集属性包括：只采集地形信息的采集属性、只采集断面信息的采集属性、采集地形信息和断面信息的采集属性；
确定每个目标端口的历史采集信息，所述历史采集信息包括：历史采集任务、与历史采集任务相关的历史地形信息以及历史断面信息、与历史采集任务相关的采集信息容量、所述采集信息容量中与历史地形信息相关的容量占比、所述采集信息容量中与历史断面信息相关的容量占比；
确定待采集的所述多沙河流水库的地形信息以及断面信息的待采集信息，所述待采集信息包括待采集的所述多沙河流水库的地形信息的地形法容量、待采集的所述多沙河流水库的断面信息的断面法容量；
基于所述采集属性、历史采集信息，确定所述目标端口的历史采集情况；
根据所述采集属性、历史采集信息以及待采集信息，确定所述目标端口的待采集情况；
判断所述历史采集情况与所述待采集情况的匹配度是否大于预设度，若是，控制所述目标端口按照历史采集方式，采集对应的地形信息以及断面信息；
否则，获取所述历史采集情况与所述待采集情况之间的差异信息，并从采集数据库中调取与所述差异信息相关的调取方式；
将所述历史采集方式与调取方式进行融合处理，获得新的采集方法，并按照所述新的采集方式，采集对应的地形信息以及断面信息。
在一种可能实现的方式中，分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标之后，还包括：
基于采集的地面信息以及断面信息，将所述多沙河流水库划分为多个库容段，并根据纵向淤积特征指标确定每个库容段的原始淤积能力；
采集所述多沙河流水库的历史水量信息，并基于所述历史水量信息，构建每个库容段基于时间戳的水流量曲线；
将所述水流量曲线与标准流量数据库中对应的标准流量曲线进行对比分析，基于所述时间戳，确定同一时间点的流量差异值，当不同时间点的所有流量差异值在预设差异范围内时，判定对应的库容段的水流量正常；
否则，提取所述流量差异值超出所述预设异常范围的待验证时间点；
基于历史监测数据库，调取与所述待验证时间点相关的且对应的所述库容段的监测数据，并分析所述监测数据中是否存在与抽取水量相关的参数；
若存在，获取抽取水量的参数，并确定抽取水量基于对应库容段的抽取位置以及抽取功率；
基于所述库容段的地质属性，且根据所述抽取位置以及抽取功率，判断在所述待验证时间点对对应的所述库容段的淤积的损坏程度；
根据所述损坏程度，对所述纵向淤积特征指标对应的指标参数进行修正处理，并根据修正处理后的指标参数，获取新的淤积能力；
当所述新的淤积能力与所述原始淤积能力的差值绝对值小于预设差值时，对对应的所述库容段进行实时监测，否则，进行间隔性监测。
在一种可能实现的方式中，判断所述横断面设计参数是否合理的步骤包括：
基于历史设计参数，构建参数模型；
对所述历史设计参数进行分类处理，获得N个参数子集；
基于所述N个参数子集对所述参数模型进行层次划分，并得到N个模型层；
根据如下公式，计算每个所述参数子集与每个模型层的关联匹配值P，同时，根据关联匹配值的由高到低的第一排序结果，提取前M个参数子集；
Figure BDA0002728245520000061
其中，A1表示与淤积平衡后断面的河底高程相关的模型转换值；A2表示与淤积平衡后断面的河底宽度相关的模型转换值；A3表示与淤积平衡后断面的滩面高程相关的模型转换值；A4表示与淤积平衡后断面的调蓄河槽宽度相关的模型转换值；β1表示河底高程的权重值；β2表示河底宽度的权重值；β3表示滩面高程的权重值；β4表示调蓄河槽宽度的权重值；a表示与河底高程相关的模型匹配值；b表示与河底宽度相关的模型匹配值；c表示与滩面高程相关的模型匹配值；d表示与调蓄河槽宽度相关的模型匹配值；
计算每个模型层对应的前M个参数子集的参数存储量，同时，确定每个模型层的空间存储量；
基于每个模型层，建立所述参数存储量与空间存储量一一对应关系；
当所述空间存储量小于对应的空间存储量时，提取对应的待调取子集，同时，根据获取所述待调取子集在其他模型层的关联匹配值，并进行由高到低排序获取第二排序结果；
确定每个参数子集的第一优先级，同时，确定每个所述模型层的第二优先级，建立所述第一优先级与第二优先级的映射关系；
根据所述第二排序结果、所述第一优先级与第二优先级的映射关系以及所述其他模型层的剩余空间，确定可接收模型层；
并将所述待调取子集传输到所述可接收模型层进行存储；
确定每个模型层的最终参数子集，同时，获取待调取子集传输到对应的可接收模型层的传输参数；
基于所述最终参数子集以及传输参数，创建每个模型层的配置文件；
根据验证数据库对所述配置文件以及对应的模型层进行验证，验证成功后，判定所述横断面设计参数合理；
其中，N大于M，其都为正整数；
其中，参数子集与淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度相关。
本发明提供一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计系统，包括：
采集模块，用于采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；
分析模块，用于分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
确定模块，用于根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；
分配模块，基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容，并根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；
判断模块，用于判断所述横断面设计参数是否合理，若合理；
计算模块，用于根据库容分配结果及设计横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
针对当前水库泥沙淤积形态设计多利用半理论和半经验的方法解决、水库有效库容计算通常单一采用地形法或断面法计算的现状，本发明通过收集水库地形、库区各断面距坝里程数据，计算水库淤积形态设计指标(重点是淤积平衡横断面设计指标)。有效库容计算过程中采用断面法和地形法相结合的计算方法。与传统技术中相比，计算精度更高，步骤简明、成果可靠、计算简便、易于操作，是一种易于为基层科技工作者掌握和使用的简便方法。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的多沙水库淤积断面和有效库容设计方法的流程图；
图2为本发明提供的适用于多沙水库的有效库容计算方法示意图；
图3为本发明提供的多沙水库淤积断面和有效库容设计系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-2所示，本发明提供一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计方法，包括：
步骤1：采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；
步骤2：分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
步骤3：根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；
步骤4：基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容，并根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；
步骤5：判断所述横断面设计参数是否合理，若合理，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容。
优选地，分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标的步骤包括：
根据采集的地形信息以及断面信息，分析所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
其中，所述纵向淤积特征指标包括：水库坝前淤积面高程、分段长度和分段河槽纵比降、滩地纵比降相关的纵向淤积特征指标。
优选地，根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数的步骤包括：
根据采集的地形信息以及断面信息，分析所述多沙河流水库的平滩流量河槽深度、水下边坡、河槽边坡；
结合获取的所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标，计算所述多沙河流水库淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度相关的横断面设计参数。
优选地，基于地形法和断面法，计算所述多沙河流水库的原始库容的步骤包括：
根据库区实测地形，将等高线逐段封闭，通过计算等高线封闭的面积计算地形法总库容，此时，地形法 总库容为基于地形法计算得到的所述多沙河流水库的总原始库容VD，
根据所述多沙河流水库的库区原始断面，并结合预先确定的库区分段情况、干支流分布情况，并基于断面法分别计算不同高程下的所述多沙河流水库对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容
Figure BDA0002728245520000091
及所述多沙河流水库的断面法总原始库容VC；
根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配，即按照比例系数将所述地形法库容分配至对应的库区各段；
根据如下公式，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容，并以此作为库区分段原始库容；
Figure BDA0002728245520000101
其中，Ci,j表示比例系数，VD表示基于地形法计算的所述多沙河流水库的总原始库容，
Figure BDA0002728245520000102
表示基于断面法计算得到的第i库段、第j级高程对应的原始库容，
Figure BDA0002728245520000103
表示结合地形法和断面法，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容。
优选地，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容的步骤包括：
当所述多沙河流水库的高程级Z0低于设计断面最高点Zmax时，采用高程级 Z0以下的断面法库容作为有效库容；
当所述高程级Z0高于设计断面最高点Zmax时，按照所述断面法计算所述设计断面最高点Zmax以下的的库容，同时，按照所述地形法计算所述设计断面最高点Zmax至Z0之间的库容。
该实施例中，水库信息以及断面信息，如断面距坝里程、深泓点高程等基础数据。
该实施例中，判断横断面设计参数是否合理，是结合库区原始横断面形态，确定设计横断面和原始断面的相对位置来决定的。
图2中，针对a1区域，是采用的地形法进行计算的，针对a2区域，是采用的断面法进行计算的。
其中，A1表示未受水库淤积影响的原始地形，A2表示设计断面。
上述技术方案的有益效果是：可以合理解决断面生成、断面法与地形法库容差异、断面法与地形法有效库容合成计算等技术难题，为多沙河流水库淤积形态设计和有效库容计算提供了一种技术解决方案。
在一种可能实现的方式中，
采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息之前，还包括：
确定采集地形信息以及断面信息的采集端口集合，并确定所述采集端口集合中每个目标端口的采集属性，其中，所述采集属性包括：只采集地形信息的采集属性、只采集断面信息的采集属性、采集地形信息和断面信息的采集属性；
确定每个目标端口的历史采集信息，所述历史采集信息包括：历史采集任务、与历史采集任务相关的历史地形信息以及历史断面信息、与历史采集任务相关的采集信息容量、所述采集信息容量中与历史地形信息相关的容量占比、所述采集信息容量中与历史断面信息相关的容量占比；
确定待采集的所述多沙河流水库的地形信息以及断面信息的待采集信息，所述待采集信息包括待采集的所述多沙河流水库的地形信息的地形法容量、待采集的所述多沙河流水库的断面信息的断面法容量；
基于所述采集属性、历史采集信息，确定所述目标端口的历史采集情况；
根据所述采集属性、历史采集信息以及待采集信息，确定所述目标端口的待采集情况；
判断所述历史采集情况与所述待采集情况的匹配度是否大于预设度，若是，控制所述目标端口按照历史采集方式，采集对应的地形信息以及断面信息；
否则，获取所述历史采集情况与所述待采集情况之间的差异信息，并从采集数据库中调取与所述差异信息相关的调取方式；
将所述历史采集方式与调取方式进行融合处理，获得新的采集方法，并按照所述新的采集方式，采集对应的地形信息以及断面信息。
该实施例中，历史采集情况，是指历史采集的与地形信息以及断面信息的偏重信息。
该实施例中，待采集情况，是指即将采集的与地形信息以及断面信息的偏重信息。
该实施例中，差异信息是基于两者的偏重信息的不同构成的。
该实施例中，历史采集方式与调取方式进行融合处理，实际上是对历史采集方式进行了优化，使其更方便采集地形信息以及断面信息。
上述技术方案的有益效果是：通过将历史采集方式与调取方式进行融合处理，使其更方便采集地形信息以及断面信息，且为合理解决断面生成、断面法与地形法库容差异、断面法与地形法有效库容合成计算等技术难题提供基础。
在一种可能实现的方式中，分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标之后，还包括：
基于采集的地面信息以及断面信息，将所述多沙河流水库划分为多个库容段，并根据纵向淤积特征指标确定每个库容段的原始淤积能力；
采集所述多沙河流水库的历史水量信息，并基于所述历史水量信息，构建每个库容段基于时间戳的水流量曲线；
将所述水流量曲线与标准流量数据库中对应的标准流量曲线进行对比分析，基于所述时间戳，确定同一时间点的流量差异值，当不同时间点的所有流量差异值在预设差异范围内时，判定对应的库容段的水流量正常；
否则，提取所述流量差异值超出所述预设异常范围的待验证时间点；
基于历史监测数据库，调取与所述待验证时间点相关的且对应的所述库容段的监测数据，并分析所述监测数据中是否存在与抽取水量相关的参数；
若存在，获取抽取水量的参数，并确定抽取水量基于对应库容段的抽取位置以及抽取功率；
基于所述库容段的地质属性，且根据所述抽取位置以及抽取功率，判断在所述待验证时间点对对应的所述库容段的淤积的损坏程度；
根据所述损坏程度，对所述纵向淤积特征指标对应的指标参数进行修正处理，并根据修正处理后的指标参数，获取新的淤积能力；
当所述新的淤积能力与所述原始淤积能力的差值绝对值小于预设差值时，对对应的所述库容段进行实时监测，否则，进行间隔性监测。
该实施例中，淤积能力，可以指的是积沙能力。
该实施例中，损坏程度与对应的抽取位置对泥沙的破坏情况相关联。
该实施例中，指标参数例如是泥沙堆积量等。
上述技术方案的有益效果是：通过进行实时监测或者间隔性监测，便于提高监测效率，通过提取流量差异值对应的待验证时间点，可以进行数据的有效监控，进而，方便对该多沙河流水库进行监控，为合理解决断面生成、断面法与地形法库容差异、断面法与地形法有效库容合成计算等技术难题提供基础。
在一种可能实现的方式中，判断所述横断面设计参数是否合理的步骤包括：
基于历史设计参数，构建参数模型；
对所述历史设计参数进行分类处理，获得N个参数子集；
基于所述N个参数子集对所述参数模型进行层次划分，并得到N个模型层；
根据如下公式，计算每个所述参数子集与每个模型层的关联匹配值P，同时，根据关联匹配值的由高到低的第一排序结果，提取前M个参数子集；
Figure BDA0002728245520000131
其中，A1表示与淤积平衡后断面的河底高程相关的模型转换值；A2表示与淤积平衡后断面的河底宽度相关的模型转换值；A3表示与淤积平衡后断面的滩面高程相关的模型转换值；A4表示与淤积平衡后断面的调蓄河槽宽度相关的模型转换值；β1表示河底高程的权重值；β2表示河底宽度的权重值；β3表示滩面高程的权重值；β4表示调蓄河槽宽度的权重值；a表示与河底高程相关的模型匹配值；b表示与河底宽度相关的模型匹配值；c表示与滩面高程相关的模型匹配值；d表示与调蓄河槽宽度相关的模型匹配值；
计算每个模型层对应的前M个参数子集的参数存储量，同时，确定每个模型层的空间存储量；
基于每个模型层，建立所述参数存储量与空间存储量一一对应关系；
当所述空间存储量小于对应的空间存储量时，提取对应的待调取子集，同时，根据获取所述待调取子集在其他模型层的关联匹配值，并进行由高到低排序获取第二排序结果；
确定每个参数子集的第一优先级，同时，确定每个所述模型层的第二优先级，建立所述第一优先级与第二优先级的映射关系；
根据所述第二排序结果、所述第一优先级与第二优先级的映射关系以及所述其他模型层的剩余空间，确定可接收模型层；
并将所述待调取子集传输到所述可接收模型层进行存储；
确定每个模型层的最终参数子集，同时，获取待调取子集传输到对应的可接收模型层的传输参数；
基于所述最终参数子集以及传输参数，创建每个模型层的配置文件；
根据验证数据库对所述配置文件以及对应的模型层进行验证，验证成功后，判定所述横断面设计参数合理；
其中，N大于M，其都为正整数；
其中，参数子集与淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度相关。
该实施例中，通过建立参数存储量与空间存储量一一对应关系，为后续进行待调取子集的传输提供有效基础。
该实施例中，待调取子集是参数子集中的；
该实施例中，建立的第一优先级与第二优先级的映射关系，是因为，不同的参数子集可能存在于不同的模型层中。
该实施例中，传输参数，例如与传输速度、传输容量等相关。
该实施例中，参数子集中可以包括不同时间点的淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度等参数。
上述技术方案的有益效果是：通过判断是否合理，可以保证后续判断的有效性，通过构建参数模型，且分类处理等，便于进行层次划分，且通过根据公式，计算关联匹配值，便于提取可用的参数子集，通过确定可接收模型层，便于将待调取子集传输到对应的模型层中，便于参数的合理分配，通过确定最终参数子集，以及传输参数便于创建配置文件，通过对其进行验证，便于对和断面设计参数的合理性进行判断。
本发明提供一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计系统，如图3所示，包括：
采集模块，用于采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；
分析模块，用于分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
确定模块，用于根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；
分配模块，基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容，并根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；
判断模块，用于判断所述横断面设计参数是否合理；
计算模块，用于当所述判断模块判断结果为合理时，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容。
上述技术方案的有益效果是：可以合理解决断面生成、断面法与地形法库容差异、断面法与地形法有效库容合成计算等技术难题，为多沙河流水库淤积形态设计和有效库容计算提供了一种技术解决方案。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计方法，其特征在于，包括：
采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；
分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；
基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容，并根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；
判断所述横断面设计参数是否合理，若合理，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容；
基于地形法和断面法，计算所述多沙河流水库的原始库容的步骤包括：
根据库区实测地形，将等高线逐段封闭，通过计算等高线封闭的面积计算地形法总库容，此时，地形法总库容为基于地形法计算得到的所述多沙河流水库的总原始库容VD，
根据所述多沙河流水库的库区原始断面，并结合预先确定的库区分段情况、干支流分布情况，并基于断面法分别计算不同高程下的所述多沙河流水库对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容
Figure FDA0003080313150000011
及所述多沙河流水库的断面法总原始库容VC；
根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配，即按照比例系数将所述地形法库容分配至对应的库区各段；
根据如下公式，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容，并以此作为库区分段原始库容；
Figure FDA0003080313150000012
其中，Ci,j表示比例系数，VD表示基于地形法计算的所述多沙河流水库的总原始库容，
Figure FDA0003080313150000021
表示基于断面法计算得到的第i库段、第j级高程对应的原始库容，
Figure FDA0003080313150000022
表示结合地形法和断面法，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容；
根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容的步骤包括：
当所述多沙河流水库的高程级Z0低于设计断面最高点Zmax时，采用高程级Z0以下的断面法库容作为有效库容；
当所述高程级Z0高于设计断面最高点Zmax时，按照所述断面法计算所述设计断面最高点Zmax以下的的库容，同时，按照所述地形法计算所述设计断面最高点Zmax至Z0之间的库容。
2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标的步骤包括：
根据采集的地形信息以及断面信息，分析所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
其中，所述纵向淤积特征指标包括：水库坝前淤积面高程、分段长度和分段河槽纵比降、滩地纵比降相关的纵向淤积特征指标。
3.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数的步骤包括：
根据采集的地形信息以及断面信息，分析所述多沙河流水库的平滩流量河槽深度、水下边坡、河槽边坡；
结合获取的所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标，计算所述多沙河流水库淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度相关的横断面设计参数。
4.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息之前，还包括：
确定采集地形信息以及断面信息的采集端口集合，并确定所述采集端口集合中每个目标端口的采集属性，其中，所述采集属性包括：只采集地形信息的采集属性、只采集断面信息的采集属性、采集地形信息和断面信息的采集属性；
确定每个目标端口的历史采集信息，所述历史采集信息包括：历史采集任务、与历史采集任务相关的历史地形信息以及历史断面信息、与历史采集任务相关的采集信息容量、所述采集信息容量中与历史地形信息相关的容量占比、所述采集信息容量中与历史断面信息相关的容量占比；
确定待采集的所述多沙河流水库的地形信息以及断面信息的待采集信息，所述待采集信息包括待采集的所述多沙河流水库的地形信息的地形法容量、待采集的所述多沙河流水库的断面信息的断面法容量；
基于所述采集属性、历史采集信息，确定所述目标端口的历史采集情况；
根据所述采集属性、历史采集信息以及待采集信息，确定所述目标端口的待采集情况；
判断所述历史采集情况与所述待采集情况的匹配度是否大于预设度，若是，控制所述目标端口按照历史采集方式，采集对应的地形信息以及断面信息；
否则，获取所述历史采集情况与所述待采集情况之间的差异信息，并从采集数据库中调取与所述差异信息相关的调取方式；
将所述历史采集方式与调取方式进行融合处理，获得新的采集方法，并按照所述新的采集方式，采集对应的地形信息以及断面信息。
5.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标之后，还包括：
基于采集的地面信息以及断面信息，将所述多沙河流水库划分为多个库容段，并根据纵向淤积特征指标确定每个库容段的原始淤积能力；
采集所述多沙河流水库的历史水量信息，并基于所述历史水量信息，构建每个库容段基于时间戳的水流量曲线；
将所述水流量曲线与标准流量数据库中对应的标准流量曲线进行对比分析，基于所述时间戳，确定同一时间点的流量差异值，当不同时间点的所有流量差异值在预设差异范围内时，判定对应的库容段的水流量正常；
否则，提取所述流量差异值超出所述预设异常范围的待验证时间点；
基于历史监测数据库，调取与所述待验证时间点相关的且对应的所述库容段的监测数据，并分析所述监测数据中是否存在与抽取水量相关的参数；
若存在，获取抽取水量的参数，并确定抽取水量基于对应库容段的抽取位置以及抽取功率；
基于所述库容段的地质属性，且根据所述抽取位置以及抽取功率，判断在所述待验证时间点对对应的所述库容段的淤积的损坏程度；
根据所述损坏程度，对所述纵向淤积特征指标对应的指标参数进行修正处理，并根据修正处理后的指标参数，获取新的淤积能力；
当所述新的淤积能力与所述原始淤积能力的差值绝对值小于预设差值时，对对应的所述库容段进行实时监测，否则，进行间隔性监测。
6.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，判断所述横断面设计参数是否合理的步骤包括：
基于历史设计参数，构建参数模型；
对所述历史设计参数进行分类处理，获得N个参数子集；
基于所述N个参数子集对所述参数模型进行层次划分，并得到N个模型层；
根据如下公式，计算每个所述参数子集与每个模型层的关联匹配值P，同时，根据关联匹配值的由高到低的第一排序结果，提取前M个参数子集；
Figure FDA0003080313150000041
其中，A1表示与淤积平衡后断面的河底高程相关的模型转换值；A2表示与淤积平衡后断面的河底宽度相关的模型转换值；A3表示与淤积平衡后断面的滩面高程相关的模型转换值；A4表示与淤积平衡后断面的调蓄河槽宽度相关的模型转换值；β1表示河底高程的权重值；β2表示河底宽度的权重值；β3表示滩面高程的权重值；β4表示调蓄河槽宽度的权重值；a表示与河底高程相关的模型匹配值；b表示与河底宽度相关的模型匹配值；c表示与滩面高程相关的模型匹配值；d表示与调蓄河槽宽度相关的模型匹配值；
计算每个模型层对应的前M个参数子集的参数存储量，同时，确定每个模型层的空间存储量；
基于每个模型层，建立所述参数存储量与空间存储量一一对应关系；
当所述空间存储量小于对应的空间存储量时，提取对应的待调取子集，同时，根据获取所述待调取子集在其他模型层的关联匹配值，并进行由高到低排序获取第二排序结果；
确定每个参数子集的第一优先级，同时，确定每个所述模型层的第二优先级，建立所述第一优先级与第二优先级的映射关系；
根据所述第二排序结果、所述第一优先级与第二优先级的映射关系以及所述其他模型层的剩余空间，确定可接收模型层；
并将所述待调取子集传输到所述可接收模型层进行存储；
确定每个模型层的最终参数子集，同时，获取待调取子集传输到对应的可接收模型层的传输参数；
基于所述最终参数子集以及传输参数，创建每个模型层的配置文件；
根据验证数据库对所述配置文件以及对应的模型层进行验证，验证成功后，判定所述横断面设计参数合理；
其中，N大于M，其都为正整数；
其中，参数子集与淤积平衡后断面的河底高程、河底宽度、滩面高程、调蓄河槽宽度相关。
7.一种多沙河流水库淤积断面和有效库容的设计系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集多沙河流水库的地形信息以及断面信息；
分析模块，用于分析获取所述多沙河流水库的纵向淤积特征指标；
确定模块，用于根据采集的地形信息、断面信息以及获取的纵向淤积特征指标，确定所述多沙河流水库的横断面设计参数；
分配模块，基于地形法和断面法计算所述多沙河流水库的原始库容，并根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配；
判断模块，用于判断所述横断面设计参数是否合理；
计算模块，用于当所述判断模块判断结果为合理时，根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容；
基于地形法和断面法，计算所述多沙河流水库的原始库容的步骤包括：
根据库区实测地形，将等高线逐段封闭，通过计算等高线封闭的面积计算地形法总库容，此时，地形法总库容为基于地形法计算得到的所述多沙河流水库的总原始库容VD，
根据所述多沙河流水库的库区原始断面，并结合预先确定的库区分段情况、干支流分布情况，并基于断面法分别计算不同高程下的所述多沙河流水库对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容
Figure FDA0003080313150000061
及所述多沙河流水库的断面法总原始库容VC；
根据地形法库容对所述多沙河流水库进行分段库容分配，即按照比例系数将所述地形法库容分配至对应的库区各段；
根据如下公式，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容，并以此作为库区分段原始库容；
Figure FDA0003080313150000062
其中，Ci,j表示比例系数，VD表示基于地形法计算的所述多沙河流水库的总原始库容，
Figure FDA0003080313150000063
表示基于断面法计算得到的第i库段、第j级高程对应的原始库容，
Figure FDA0003080313150000071
表示结合地形法和断面法，计算得到的所述多沙河流对应的第i库段、第j级高程对应的原始库容；
根据库容分配结果及所述横断面设计参数设计的横断面形态，计算所述多沙河流水库的有效库容的步骤包括：
当所述多沙河流水库的高程级Z0低于设计断面最高点Zmax时，采用高程级Z0以下的断面法库容作为有效库容；
当所述高程级Z0高于设计断面最高点Zmax时，按照所述断面法计算所述设计断面最高点Zmax以下的的库容，同时，按照所述地形法计算所述设计断面最高点Zmax至Z0之间的库容。
CN202011109863.4A 2020-10-16 2020-10-16 一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统 Active CN112287436B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011109863.4A CN112287436B (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011109863.4A CN112287436B (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112287436A CN112287436A (zh) 2021-01-29
CN112287436B true CN112287436B (zh) 2021-07-20

Family

ID=74497230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011109863.4A Active CN112287436B (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112287436B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113742637B (zh) * 2021-08-16 2024-05-07 中国水利水电科学研究院 水库年均淤损率的计算方法、装置、电子设备及储存介质
CN114756933A (zh) * 2022-04-11 2022-07-15 山西创诺科技有限公司 基于自然冲刷线的河道原位两侧逆向清淤修复方法
CN114861473B (zh) * 2022-07-07 2022-09-20 中国长江三峡集团有限公司 一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备
CN114923544B (zh) * 2022-07-20 2022-10-04 中国长江三峡集团有限公司 出口断面水位的预测方法、装置及电子设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017206837A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 東京電力ホールディングス株式会社 堆積土砂移動方法
CN106372341B (zh) * 2016-09-06 2019-06-21 长江水利委员会长江科学院 一种水库断面法水位库容曲线的修正方法
CN110472367B (zh) * 2019-08-23 2021-03-09 黄河勘测规划设计研究院有限公司 一种多沙河流干支流水沙全交互模拟方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112287436A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112287436B (zh) 一种多沙河流水库淤积断面和有效库容设计方法及系统
CN112149314B (zh) 一种基于虚拟库容修正的多沙水库库容冲淤模拟方法
CN109241627A (zh) 概率分级的动态支护方法及自动设计支护方案的装置
CN109902329A (zh) 一种油藏模拟辅助历史拟合方法、系统、存储介质及设备
CN112926786B (zh) 一种基于关联规则模型和数值模拟的浅水湖泊目标水位逆向预测方法及系统
CN114004141A (zh) 一种河流流域地下水超采区预测决策平台
CN104091040A (zh) 一种土壤入渗性能计算方法
CN111210141A (zh) 基于约束机制粒子群算法的水库库容曲线修正方法
CN117330040B (zh) 一种基于水上测绘无人船的滩涂地形测绘方法及系统
CN108411844B (zh) 一种天然沟道不规则断面的泥石流流速场的分析方法及装置
CN110426022A (zh) 基于大断面测量数据计算滞留库容的方法
CN113946964A (zh) 一种草原河流河道流量汇流计算方法
CN111274545B (zh) 一种栅格尺度基于地形地貌的多模式产流计算方法
CN110147423B (zh) 基于湖泊汇流关系的内流湖盆区流域自动划分方法
Zhao et al. Comparison of two different methods for determining flow direction in catchment hydrological modeling
Guo et al. Daily runoff simulation in Poyang Lake Intervening Basin based on remote sensing data
CN116341283B (zh) 一种基于深水淤泥采样的水下地形仿真方法和系统
CN115081069B (zh) 一种道路沉沙池规划方法及系统
Peng et al. Application of TOPMODEL in Buliu River Basin and comparison with Xin'anjiang model
CN117689216B (zh) 一种基于数字孪生的水利工程运维管理系统
CN116644680B (zh) 一种山丘区小流域河流洪水淹没区快速分析方法
CN117495939B (zh) 基于dsm数据快速计算淤地坝库容及高程信息的方法
CN117893179B (zh) 基于数字孪生的水利电力工程建造管控方法及系统
CN116911215B (zh) 一种基于水库调洪耦合水动力的溃坝洪水仿真方法及系统
CN110659835B (zh) 一种基于维诺图的黄土塬区浅层地下水排泄单元划分方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant