一种河道壅塞监测分析预警方法及系统与流程

本技术涉及水位检测技术的领域，尤其是涉及一种河道壅塞监测分析预警方法及系统。

背景技术：

1、壅水是指因水流受阻而产生的水位升高现象。如在河流中建造桥墩、拦挡坝、谷坊，或有冰凌阻塞时，均能引起壅水。除此之外，当河道内囤积了较多的由泥石流带来的乱石时，还会降低水流速度，从而使得上游水位进一步上涨。通常会对壅水结构进行监控，以降低由于上游水位和下游水位的水位差过大引起的壅水结构坍塌的可能。

2、相关技术中，壅水结构的监测系统能够根据上下游的水位差、水流速度，及上游水位与桥洞顶部的高度差，对壅水程度进行判断，并在壅水程度较大时进行预警。以进行更精细地

3、但是，壅水高度异常时，可能会因为河道堵塞而造成壅水溢出，以及壅水结构倒塌，同时会波及到河道周围的村落。因此，有必要改进壅水结构的监测系统。

技术实现思路

1、本技术目的一是提供一种河道壅塞监测分析预警方法，能够监测壅水高度，并对其进行准确分析。

2、本技术的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种河道壅塞监测分析预警方法，包括：

4、获取壅水的定位信息、实时上游水位、实时下游水位、实时出水速度和参考壅水高度；

5、根据所述实时上游水位、实时下游水位和参考壅水高度确定堵塞程度；

6、根据所述堵塞程度和实时出水速度确定出水流量模型，所述出水流量模型包括每一时间节点的出水流量；

7、根据所述定位信息获取降水量模型和地势信息；

8、基于产汇流水文模型，根据降水量模型确定来水流量模型，所述降水量模型包括每一时间节点的降水量，所述来水流量模型包括每一时间节点的来水流量；

9、根据所述来水流量模型、出水流量模型、实时上游水位、地势信息预测水位变化趋势；

10、根据所述地势信息、水位变化趋势和预设的最高水位差进行分级预警。

11、通过采用上述技术方案，能够根据壅水高度对堵塞程度判断，还能够根据来水流量模型、出水流量模型、实时上游水位和地势信息预测水位变化趋势，从而对可能引起的壅水溢出或壅水结构倒塌的情况做进一步分析，以根据分析结果进行不同级别的预警。

12、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据堵塞程度和出水速度确定出水流量模型包括：

13、获取壅水上游和下游的河道地形地貌信息；

14、根据所述地形地貌信息和实时上游水位、实时下游水位确定最小流量；

15、当所述最小流量位于所壅水的下游时，确定所述最小流量的位置为过水断面面积，根据所述过水断面面积和出水速度确定出水流量模型；

16、当所述最小流量位于所述壅水的上游时，根据上游的最小流量与下游的最小流量的比值，确定所述最小流量的位置的过水断面面积；通过所述比值对所述过水断面面积进行修正，根据修正后的过水断面面积和储水速度确定出水流量模型。

17、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据堵塞程度和出水速度确定出水流量模型包括：

18、根据所述实时上游水位与参考上游水位的差值，以及实时下游水位与参考下游水位的差值，以及实时壅水高度与参考壅水高度的差值进行加权计算，得到堵塞程度；

19、获取壅水上游和下游的河道地形地貌信息，根据所述河道地形地貌信息和堵塞程度确定过水断面面积；

20、根据所述过水断面面积和出水速度确定出水流量模型。

21、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述地势信息包括河道截面和河道上不同高度的河道宽度；

22、所述根据所述来水流量模型、出水流量模型、实时上游水位、地势信息预测水位变化趋势包括：

23、根据所述来水流量模型和出水流量模型确定流量变化模型，所述流量变化模型包括每一时间节点的流量变化值；

24、根据所述实时上游水位、河道截面、河道宽度和流量变化值确定目标水位，所述目标水位与实时上游水位之间形成的水量与流量变化值相同；

25、根据每一时间节点的目标水位得到水位变化趋势。

26、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述地势信息、水位变化趋势和预设的最高水位差进行分级预警包括：

27、若可能出现堵塞、溢出、倒塌中任意一种现象时，则进行一级预警；

28、若可能出现堵塞、溢出、倒塌中任意两种现象时，则进行二级预警；

29、若可能出现堵塞、溢出、倒塌三种现象时，则进行三级预警。

30、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述地势信息还包括河道深度和等高线分布情况；

31、所述根据所述地势信息、水位变化趋势和预设的最高水位差进行分级预警包括：

32、根据所述水位变化趋势、流量变化模型和河道深度确定溢出量；

33、根据所述等高线分布情况判断河道和河道周围的地势高低；

34、若河道地势较高，则根据溢出量和等高线分布情况确定波及范围；

35、向所述波及范围内的报警装置发送报警信号。

36、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述地势信息、水位变化趋势和预设的最高水位差进行分级预警包括：

37、若河道深度小于最高水位差，则不会出现倒塌现象。

38、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述最高水位差的确定方法包括：

39、获取壅水结构的材料成分、壅水结构插入河床的长度信息和壅水结构的横截面面积；

40、根据所述材料成分、长度信息和横截面面积确定壅水结构的耐受强度；

41、根据所述耐受强度确定最高水位差。

42、本技术目的二是提供一种河道壅塞监测分析预警系统，能够监测壅水高度，并对其进行准确分析。

43、本技术的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：

44、一种河道壅塞监测分析预警系统，包括，

45、第一获取模块，用于壅水的定位信息、实时上游水位、实时下游水位、实时出水速度和参考壅水高度；

46、程度确定模块，用于根据所述实时上游水位、实时下游水位和参考壅水高度确定堵塞程度；

47、出水流量确定模块，用于根据所述堵塞程度和实时出水速度确定出水流量模型，所述出水流量模型包括每一时间节点的出水流量；

48、第二获取模块，用于根据所述定位信息获取降水量模型和地势信息；

49、来水流量确定模块，用于基于产汇流水文模型，根据降水量模型确定来水流量模型，所述降水量模型包括每一时间节点的降水量，所述来水流量模型包括每一时间节点的来水流量；

50、预测模块，用于根据所述来水流量模型、出水流量模型、实时上游水位、地势信息预测水位变化趋势；以及，

51、分析预警模块，用于根据所述地势信息、水位变化趋势和预设的最高水位差进行分级预警。

52、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

53、在本技术中，能够根据壅水高度对堵塞程度判断，还能够根据来水流量模型、出水流量模型、实时上游水位和地势信息预测水位变化趋势，从而对可能引起的壅水溢出或壅水结构倒塌的情况做进一步分析，以根据分析结果进行不同级别的预警。