本申请属于水文数据处理,具体涉及一种河道断面形态还原方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术:
1、河道断面的形态演变通常受到突发灾害或人类活动中的负面行为干扰,导致河道断面形态发生突变,进而引发水流流态的突变,破坏了河道原有的天然冲淤趋势演变规律,长期将有可能对防洪、航运、植被覆盖等产生不利影响。
2、目前,没有充分考虑天然河道断面的演变趋势,以及断面在横向上的非均匀演变特征。例如,断面中某区域被采砂影响,河床高程显著降低,需要回填。通常现有技术会直接根据人工经验判断大概回填,或是与附近未受采砂影响的高程齐平。但是,天然河道的断面形态演变有自身的规律,河道断面的高程并非平整,经验处理将可能导致整治失败,例如,回填土体由于高程过高或过低,都将改变断面原有的水流流态分布,在水流无时无刻的作用下将改变河床断面和附近河段的地质稳定结构,改变上下游的流态,进而打破原有河床演变规律,对防洪管理和航运安全产生重要影响。
3、因此,河床演变和河流地貌的变化是一个复杂的自然过程,它受到多种因素的影响,目前亟需一种有效还原的河道断面形态的方法。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的是提供一种河道断面形态还原方法、装置、电子设备及存储介质,能够解决目前亟需一种能够有效还原河道断面形态的方法的问题。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种河道断面形态还原方法,该方法包括:
3、获取河道断面区域在断面测量期间的n次水文实测数据和地形实测数据,其中,第n次是河道断面发生形态突变的测次,第1次至第n-1次是河道断面呈现为天然河道断面形态的测次;水文实测数据包括:上下游监测站的水位值、流量和含沙量;
4、将第1次至第n-1次对应的水文实测数据和地形实测数据输入至基于水动力的泥沙模型,得到断面测量期间的河道断面水位值;
5、根据地形实测数据,确定河道断面区域的多个子区域的平均高程值;多个子区域中包括:形态突变区域和形态未突变区域;
6、根据多个子区域的平均高程值,分别计算每个子区域对应的高程变化值;
7、根据每个子区域的平均高程值和河道断面水位值,从水文实测数据中筛选河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量;
8、对形态突变区域的高程变化值、形态未突变区域的高程变化值、河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量进行拟合,得到断面形态关系;
9、通过断面形态关系对第n-1次形态未突变区域的高程变化值、第n-1次至第n次期间处理后的流量和含沙量进行预测,得出形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值;
10、根据形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值,对河道断面区域进行断面形态还原。
11、第二方面,本申请实施例提供了一种河道断面形态还原装置,该装置包括:
12、获取模块,用于获取河道断面区域在断面测量期间的n次水文实测数据和地形实测数据,其中,第n次是河道断面发生形态突变的测次,第1次至第n-1次是河道断面呈现为天然河道断面形态的测次;水文实测数据包括:上下游监测站的水位值、流量和含沙量;
13、输入模块,用于将第1次至第n-1次对应的水文实测数据和地形实测数据输入至基于水动力的泥沙模型,得到断面测量期间的河道断面水位值;
14、确定模块,用于根据地形实测数据,确定河道断面区域的多个子区域的平均高程值;多个子区域中包括:形态突变区域和形态未突变区域;
15、计算模块,用于根据多个子区域的平均高程值,分别计算每个子区域对应的高程变化值;
16、筛选模块,用于根据每个子区域的平均高程值和河道断面水位值,从水文实测数据中筛选河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量;
17、拟合模块,用于对形态突变区域的高程变化值、形态未突变区域的高程变化值、河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量进行拟合,得到断面形态关系;
18、预测模块,用于通过断面形态关系对第n-1次形态未突变区域的高程变化值、第n-1次至第n次期间处理后的流量和含沙量进行预测,得出形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值;
19、还原模块,用于根据形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值,对河道断面区域进行断面形态还原。
20、第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器和存储器,所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
21、第四方面,本申请实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
22、第五方面,本申请实施例提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第一方面所述的方法。
23、第六方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,该程序产品被存储在存储介质中,该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的方法。
24、在本申请的实施例中,通过获取河道断面区域在断面测量期间的n次水文实测数据和地形实测数据,其中,第n次是河道断面发生形态突变的测次,第1次至第n-1次是河道断面呈现为天然河道断面形态的测次;水文实测数据包括:上下游监测站的水位值、流量和含沙量;将第1次至第n-1次对应的水文实测数据和地形实测数据输入至基于水动力的泥沙模型,得到断面测量期间的河道断面水位值;根据地形实测数据,确定河道断面区域的多个子区域的平均高程值,能够精细地描述整个断面的地形特征,便于后续进行河道演变分析;多个子区域中包括:形态突变区域和形态未突变区域;根据多个子区域的平均高程值,分别计算每个子区域对应的高程变化值,能够清晰地表征整个断面上各个区域的地形演变情况;根据每个子区域的平均高程值和河道断面水位值,从水文实测数据中筛选河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量;对形态突变区域的高程变化值、形态未突变区域的高程变化值、河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量进行拟合,得到断面形态关系,断面形态关系能够反映出河道断面形态的变化与水文水沙条件之间的联系;通过断面形态关系对第n-1次形态未突变区域的高程变化值、第n-1次至第n次期间处理后的流量和含沙量进行预测,得出形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值;根据形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值,对河道断面区域进行断面形态还原。由此,可以根据正常河道演变下的形态突变区域高程变化,推算出河道断面区域整体的形态还原结果,便于对河道断面区域进行断面形态还原。
1.一种河道断面形态还原方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据地形实测数据,确定河道断面区域的多个子区域的平均高程值,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据多个子区域的平均高程值,分别计算每个子区域对应的高程变化值,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据每个子区域的平均高程值和河道断面水位值,从水文实测数据中筛选河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对形态突变区域的高程变化值、形态未突变区域的高程变化值、河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量进行拟合,得到断面形态关系,包括:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述对形态突变区域的高程变化值、形态未突变区域的高程变化值、河道断面区域被淹没的时间段对应的流量和含沙量进行拟合,得到断面形态关系,包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过断面形态关系对第n-1次形态未突变区域的高程变化值、第n-1次至第n次期间处理后的流量和含沙量进行预测,得出形态突变区域在正常河道演变下的高程变化值,包括:
8.一种河道断面形态还原装置,其特征在于,所述装置包括:
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,确定模块,具体用于:
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,计算模块,具体用于:
11.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,筛选模块,具体用于:
12.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,拟合模块,具体用于:
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,拟合模块,具体用于:
14.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:处理器以及存储有计算机程序指令的存储器;所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1-7任一项所述河道断面形态还原方法。
15.一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有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述河道断面形态还原方法。
