一种基于水文模型获取河段区间入流的方法与流程

本发明涉及水文区间入流技术领域，具体为一种基于水文模型获取河段区间入流的方法。

背景技术：

水文现象是由众多因素相互作用的复杂过程，它与大气圈、地壳圈、生物圈都有着十分密切的关系，属于综合性的自然现象。迄今为止，人们还不可能对水文现象用严格的物理定律来描述。常见的研究方法是将复杂水文现象加以概化，忽略次要的与随机的因素，保留主要因素和具有基本规律的部分，建立具有一定物理意义的数学物理模型，并在计算机上实现。流域水文模型是为模拟流域水文过程所建立的数学结构，被模拟的水文现象称为原型，模型则是对原型的物理和逻辑过程的概化。

然而，现有的小流域不能够很好的进行演练，提高防洪效果，影响了周围居民的生活，并且一般的获取区间入流的方法较为繁琐，精准度有限，不利于提高适用性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于水文模型获取河段区间入流的方法，以解决上述背景技术中提出现有的小流域不能够很好的进行演练，提高防洪效果，影响了周围居民的生活，并且一般的获取区间入流的方法较为繁琐，精准度有限，不利于提高适用性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于水文模型获取河段区间入流的方法，包括智能监测平台、河流数据获取中心和水文模型数据，所述智能监测平台的输出端通过无线网络与河流数据获取中心的输入端相连接，所述水文模型数据的输出端与河流数据获取中心的输入端相连接；

所述水文模型数据的内部包括有dem数据模块、数据采集模块和模型建立模块，其中：

dem数据模块：该模块能够获取地理dem数据，将区域内部的地理支流进行分割，并把不同的支流截取分段，在长度可等距上分为n个点，保证每段河流能够被截流统计；

数据采集模块：该模块能够将河段和河段之间设为n1和n2，n3和n4...利用智能监测平台对水流进行实时监控，采集的数据包括实时水流流速、河道宽度、实时降雨量等；

模型建立模块：该模块在得到该流域模型子流域的河段区间水文参数后，即建立此河段区间流域的水文模型。

优选的，所述dem数据模块与数据采集模块为单向传输，所述数据采集模块与模型建立模块为单向传输。

优选的，所述智能检测平台的内部包括有承载平台、高清监控摄像头、水流感应器和量雨器，所述智能检测平台设置的数量为n个，且智能检测平台的数量与河段分区的数量相一致。

优选的，所述河流数据获取中心内部能够获取河段区间降雨量数据以及水流流速的实时参数，所述河流数据获取中心还能够根据不同河段的水文模型，将数据进行带入计算，得到当前河道区间入流的结果。

优选的，所述dem数据模块与城市云端通过无线网络相关联，所述dem数据的范围大约为无重叠的标准usgs30*30分地理网格，且usgsdem数据以ascii码形式存储。

优选的，所述数据采集模块内部采集的数据还包括有生成流向、计算累积流、集水区划分和集水区多边处理。

优选的，所述量雨器需等时间序列的长度进行检测，时长间隔需根据降雨径流进行确定，所述量雨器的量取时长间隔在1-2h之间。

优选的，所述一种基于水文模型获取河段区间入流的方法，其步骤如下：

s1：在获取的dem数据里，将河段划分为一个单独的子流域，并且将流域范围内的直线流程划分为等距离的几段；

s2：河段和河段之间设为n1和n2，n3和n4...，上断面和下断面之间一一对应，同时在上下断面的边缘安装上智能检测平台，保证其能够正常的检测到水流的速率；

s3：将收集到的河段下断面的参数中再加入智能检测平台采集的包括水流流速、河道宽度在内的一系列参数，同时根据降雨量的变化，测算以小时为间隔的降雨量，并且推算出总降雨量，与断面的洪水流量进行整合，整理数据后，建立该河段的水文模型；

s4：在使用时，即获取河段区间降雨量数据及水流流速的实时参数，代入下断面的水文模型，得到当前河道区间入流的结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于水文模型获取河段区间入流的方法，首先此方法使用了智能监测平台，此平台内部携带的多个测量用具能够较为全面的对河段水文模型的建立提供有效的数据，有利于小径流的使用，同时其体积较小，便于携带，增加了安装的便捷性，并且此方法还将支流分段，避免传统情况下整段式的测量使局部区域出现豁口，造成安全隐患，这样分段式的设计还能够更好的提高数据测量的准确性。

再次，该河段区间入流的方法还能够快速的集合多种河流数据，上传后整理出专属此河段的水文模型，这样在发生降雨或洪水出现后能够快速的根据河流流速或降雨量的累计数据代入此水文模型中来判断河流发洪水的可能性，使得测算的过程更加快捷，同时也进一步提高了洪水数据计算的精准度。

附图说明

图1为本发明系统原理示意图；

图2为本发明水文模型数据示意图；

图3为本发明河流数据获取中心示意图；

图4为本发明智能监测平台内部示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于水文模型获取河段区间入流的方法，包括智能监测平台、河流数据获取中心和水文模型数据，智能监测平台的输出端通过无线网络与河流数据获取中心的输入端相连接，水文模型数据的输出端与河流数据获取中心的输入端相连接；

水文模型数据的内部包括有dem数据模块、数据采集模块和模型建立模块，其中：

dem数据模块：该模块能够获取地理dem数据，将区域内部的地理支流进行分割，并把不同的支流截取分段，在长度可等距上分为n个点，保证每段河流能够被截流统计；

数据采集模块：该模块能够将河段和河段之间设为n1和n2，n3和n4...利用智能监测平台对水流进行实时监控，采集的数据包括实时水流流速、河道宽度、实时降雨量等；

模型建立模块：该模块在得到该流域模型子流域的河段区间水文参数后，即建立此河段区间流域的水文模型。

本发明中：dem数据模块与数据采集模块为单向传输，数据采集模块与模型建立模块为单向传输。

本发明中：智能检测平台的内部包括有承载平台、高清监控摄像头、水流感应器和量雨器，智能检测平台设置的数量为n个，且智能检测平台的数量与河段分区的数量相一致。

本发明中：河流数据获取中心内部能够获取河段区间降雨量数据以及水流流速的实时参数，河流数据获取中心还能够根据不同河段的水文模型，将数据进行带入计算，得到当前河道区间入流的结果。

本发明中：dem数据模块与城市云端通过无线网络相关联，dem数据的范围大约为无重叠的标准usgs30*30分地理网格，且usgsdem数据以ascii码形式存储。

本发明中：数据采集模块内部采集的数据还包括有生成流向、计算累积流、集水区划分和集水区多边处理。

本发明中：量雨器需等时间序列的长度进行检测，时长间隔需根据降雨径流进行确定，量雨器的量取时长间隔在1-2h之间。

工作原理：本发明使用前，在需要监测的河流处能够直接获取dem数据模块，并且将河段划分为一个单独的子流域，同时将流域范围内的直线流程划分为等距离的几段，在每段下断面的流域中安装上智能检测平台，利用平台与河流数据获取中心的输入端相连接。

本发明使用过程中，需要河段和河段之间设为n1和n2，n3和n4...，上断面和下断面之间一一对应，同时智能检测平台检测到的数据同时传输至河流数据获取中心，同时根据降雨量的变化，测算以小时为间隔的降雨量，并且推算出总降雨量，与断面的洪水流量进行整合，整理数据后，在水文模型数据的内部建立该河段的水文模型，建立模型后需要加入环境水流因素进行调试，正式使用时，即获取河段区间降雨量数据及水流流速的实时参数，代入下断面的水文模型，得到当前河道区间入流的结果。

综上所述：该基于水文模型获取河段区间入流的方法，首先此方法使用了智能监测平台，此平台内部携带的多个测量用具能够较为全面的对河段水文模型的建立提供有效的数据，有利于小径流的使用，同时其体积较小，便于携带，增加了安装的便捷性，并且此方法还将支流分段，避免传统情况下整段式的测量使局部区域出现豁口，造成安全隐患，这样分段式的设计还能够更好的提高数据测量的准确性。

再次，该河段区间入流的方法还能够快速的集合多种河流数据，上传后整理出专属此河段的水文模型，这样在发生降雨或洪水出现后能够快速的根据河流流速或降雨量的累计数据代入此水文模型中来判断河流发洪水的可能性，使得测算的过程更加快捷，同时也进一步提高了洪水数据计算的精准度。

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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。