河道断面的水位流量关系确定方法、装置、设备及介质与流程

本技术涉及水利工程技术的，尤其是涉及一种河道断面的水位流量关系确定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在水文水资源调查评价和水动力模型计算中，经常会对河道断面进行调查、测量，利用曼宁公式等推求水位流量关系曲线，基于水位流量关系曲线对水位流量进行换算。

2、天然河道中的水流属于非恒定水流，在水文资料、数据整理统计中，通常根据实测水位、流量数据，确定水位流量的关系曲线，因此在水位流量关系的计算过程中，需要对河道进行现场调查、测量，根据河床植被类型、土壤覆盖程度等因素选取河道糙率，再利用曼宁公式等推求水位流量关系曲线，费时费力，大大降低了工作效率。

技术实现思路

1、为了提高工作效率，本技术提供一种河道断面的水位流量关系确定方法、装置、设备及介质。

2、第一方面，本技术提供一种河道断面的水位流量关系确定方法，采用如下的技术方案：

3、一种河道断面的水位流量关系确定方法，包括：

4、获取河道断面的参数信息，所述参数信息包括dem数据；

5、基于所述参数信息生成所述河道断面的河道断面形状图；

6、基于所述河道断面形状图确定所述河道断面的水力特征值；

7、获取所述河道断面对应的土地利用类型；

8、基于所述土地利用类型和所述水力特征值确定所述河道断面对应的曼宁粗度系数；

9、基于所述水力特征值、曼宁公式、所述曼宁粗度系数确定所述河道断面的水位流量关系。

10、通过采用上述技术方案，通过dem数据自动生成河道断面形状图，通过河道断面形状图确定水力特征值，通过土地利用类型和水力特征值确定河道断面对应的曼宁粗度系数，通过水力特征值、曼宁公式和曼宁粗度系数即可确定河道断面的水位流量关系，相比于需要对河道进行现场调查、测量，根据河床植被类型、土壤覆盖程度等因素选取河道糙率进而确定河道断面的水位流量关的方式来说，更加方便快捷，节省了大量的人力，大大加快了工作效率。

11、可选的，所述河道断面包括横断面，所述基于所述河道断面形状图确定所述河道断面的水力特征值，包括：

12、将预设栅格铺满整个横断面；

13、获取所述横断面中所述预设栅格的栅格个数；

14、基于所述栅格个数和所述栅格面积计算所述河道断面的过水断面面积；

15、基于所有与所述横断面相交的预设栅格确定述河道断面的湿周；

16、基于所述过水断面面积和所述湿周计算水力半径值。

17、通过采用上述技术方案，通过预设栅格的栅格个数和栅格面积便于快速计算过水断面面积和湿周，通过水断面面积和湿周计算水力半径值，从而为确定河道断面的水位流量关系提供水力特征数据值。

18、可选的，所述基于所有与所述横断面相交的预设栅格确定述河道断面的湿周，包括：基于有限元理论，当预设栅格的边长取无限小时，计算与所述横断面相交的预设栅格的相交个数；

19、基于所述相交个数和所述预设栅格的边长确定所述河道断面的湿周。

20、通过采用上述技术方案，通过有限元理论和预设栅格得到河道断面的湿周，更加方便快捷。

21、可选的，所述河道断面包括纵断面，所述基于所述河道断面形状图确定所述河道断面的水力特征值，还包括：

22、获取所述纵断面的多个高程数据；

23、基于计算河道的平均坡度；

24、其中，j为河道的平均坡度，z0......zn为自上游到下游沿程各点河底高程数据，l0.....ln为相邻两点间的距离，l为纵断面的全长。

25、可选的，所述水力特征值包括水力半径值，所述基于所述土地利用类型和所述水力特征值确定所述河道断面对应的曼宁粗度系数，包括：

26、基于所述河道断面包含的所述土地利用类型的种类将所述河道断面划分为多个河段断面单元；基于每个所述河段断面单元的土地利用类型确定土地利用类型糙率影响系数；

27、基于所述土地利用类型糙率影响系数和所述水力半径值计算每个所述河段断面单元的曼宁粗度系数；

28、对所述河道断面的所有所述河段断面单元的曼宁粗度系数进行求和，得到总的曼宁粗度系数；计算所述总的曼宁粗度系数的平均数，将所述平均数作为所述河道断面的曼宁粗度系数。

29、通过采用上述技术方案，通过计算平均坡度，将使平均坡度带入曼宁公式进行计算，从而得到河道断面的水位流量关系。

30、可选的，所述基于所述土地利用类型糙率影响系数和所述水力半径值计算每个所述河段断面单元的曼宁粗度系数，包括：

31、基于公式中计算每个所述河段断面单元的曼宁粗度系数；

32、其中ni为河段断面单元的曼宁粗度系数，r为水力半径值，ks为表征渠表面、河床表面平整度的当量粗糙高度，δi为土地利用类型对糙率影响系数。

33、可选的，所述基于所述水力特征值、曼宁公式、所述曼宁粗度系数确定所述河道断面的水位流量关系，包括：

34、基于公式h＝ar计算所述河道断面的平均水深；

35、基于曼宁公式确定到水位流量关系；

36、其中，h为平均水深，a为水力半径与平均水深的转换系数，r为水力半径，n为曼宁粗度系数，i为水力坡降，a为过水断面面积。

37、第二方面，本技术提供一种河道断面的水位流量关系确定方法装置，采用如下的技术方案：

38、一种河道断面的水位流量关系确定方法装置，包括：

39、第一获取模块，用于获取河道断面的参数信息，所述参数信息包括dem数据；

40、生成模块，用于基于所述参数信息生成所述河道断面的河道断面形状图；

41、第一确定模块，用于基于所述河道断面形状图确定所述河道断面的水力特征值；

42、第二获取模块，用于获取所述河道断面对应的土地利用类型

43、第二确定模块，用于基于所述土地利用类型和所述水力特征值确定所述河道断面对应的曼宁粗度系数；

44、第三确定模块，用于基于所述水力特征值、曼宁公式、所述曼宁粗度系数确定所述河道断面的水位流量关系。

45、通过采用上述技术方案，通过dem数据自动生成河道断面形状图，通过河道断面形状图确定水力特征值，通过土地利用类型和水力特征值确定河道断面对应的曼宁粗度系数，通过水力特征值、曼宁公式和曼宁粗度系数即可确定河道断面的水位流量关系，相比于需要对河道进行现场调查、测量，根据河床植被类型、土壤覆盖程度等因素选取河道糙率进而确定河道断面的水位流量关的方式来说，更加方便快捷，节省了大量的人力，大大加快了工作效率。

46、第三方面，本技术提供一种电子设备，采用如下的技术方案：

47、一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器耦合；

48、所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述电子设备执行如第一方面任一项所述的方法。

49、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

50、一种计算机可读存储介质，包括计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第一方面任一项所述的方法。