河道造床流量范围计算方法、装置、电子设备及存储介质与流程

专利2026-09-27  9


本申请属于水文数据处理领域,具体涉及一种河道造床流量范围计算方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、造床流量是代表河道演变的特征流量,其象征了主导河道断面形态塑造的流量值。造床流量通常难以确定,因为流量过大的情形较为罕见,起不到塑造河床形态的作用;流量过小导致强度不够,同样无法对河床形态产生主要影响。传统方法的造床流量计算主要包括:将水位与断面边滩齐平时,断面通过的流量作为造床流量;或者,通过马卡维耶夫方法计算造床流量。

2、目前的技术方案中,一方面,依赖于实测资料,只能得到有观测断面的造床流量,无法推广应用于无观测资料的河道。另一方面,采用水位与边滩齐平、马卡维耶夫等经验公式计算,无法全面反映河道演变的复杂机理。造床流量的精确确定对于河道治理规划和设计非常关键,需要采用更加科学完备的计算分析方法。

3、因此,目前对河道造床流量范围的计算准确度不足。


技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种河道造床流量范围计算方法、装置、电子设备及存储介质,能够解决目前对河道造床流量范围的计算准确度不足的问题。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种河道造床流量范围计算方法,该方法包括:

3、获取待测河道的进口流量序列、平滩水位和挟沙力,进口流量序列包括涨水和落水的过程中的流量,进口流量序列的起始流量和结束流量等于流量研究范围的流量下限,进口流量序列的峰值流量等于流量研究范围的流量上限;

4、将进口流量序列中各个流量级对应的流量,输入至预先训练的水文预测模型,运行若干次水文预测模型,得到各个流量级关联的断面水位预测值、断面流量预测范围和断面含沙量预测范围;

5、根据断面水位预测值和断面含沙量预测范围,建立第一函数关系;

6、根据断面水位预测值和断面流量预测范围,建立第二函数关系;

7、根据各个水位级的断面水位预测值和第一函数关系,确定各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限;

8、根据各个水位级的断面水位预测值、平滩水位、挟沙力、各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限,确定造床程度评价参数值;造床程度评价参数值的数值大小与造床作用成反比;

9、根据与最小评价参数值关联的目标水位级,确定目标断面水位值;最小评价参数值为多个造床程度评价参数值中的最小值;

10、根据目标断面水位值和第二函数关系,确定断面的河道造床流量范围。

11、第二方面,本申请实施例提供了一种河道造床流量范围计算装置,该装置包括:

12、获取模块,用于获取待测河道的进口流量序列、平滩水位和挟沙力,进口流量序列包括涨水和落水的过程中的流量,进口流量序列的起始流量和结束流量等于流量研究范围的流量下限,进口流量序列的峰值流量等于流量研究范围的流量上限;

13、输入模块,用于将进口流量序列中各个流量级对应的流量,输入至预先训练的水文预测模型,运行若干次水文预测模型,得到各个流量级关联的断面水位预测值、断面流量预测范围和断面含沙量预测范围;

14、第一建立模块,用于根据断面水位预测值和断面含沙量预测范围,建立第一函数关系;

15、第二建立模块,用于根据断面水位预测值和断面流量预测范围,建立第二函数关系;

16、第一确定模块,用于根据各个水位级的断面水位预测值和第一函数关系,确定各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限;

17、第二确定模块,用于根据各个水位级的断面水位预测值、平滩水位、挟沙力、各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限,确定造床程度评价参数值;造床程度评价参数值的数值大小与造床作用成反比;

18、第三确定模块,用于根据与最小评价参数值关联的目标水位级,确定目标断面水位值;最小评价参数值为多个造床程度评价参数值中的最小值;

19、第四确定模块,用于根据目标断面水位值和第二函数关系,确定断面的河道造床流量范围。

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,通过获取待测河道的进口流量序列、平滩水位和挟沙力,进口流量序列包括涨水和落水的过程中的流量,进口流量序列的起始流量和结束流量等于流量研究范围的流量下限,进口流量序列的峰值流量等于流量研究范围的流量上限;将进口流量序列中各个流量级对应的流量,输入至预先训练的水文预测模型,运行若干次水文预测模型,能够快速得到各个流量级关联的断面水位预测值、断面流量预测范围和断面含沙量预测范围;根据断面水位预测值和断面含沙量预测范围,建立第一函数关系;根据断面水位预测值和断面流量预测范围,建立第二函数关系;通过第一函数关系可以根据不同水位级的断面水位预测值,推算出对应的断面含沙量上限和断面含沙量下限,根据各个水位级的断面水位预测值、平滩水位、挟沙力、各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限,确定造床程度评价参数值,这里,通过融合多因素分析,综合考虑了水位、含沙量特性和挟沙力等因素,计算出各个水位级对应的造床程度评价参数值,能够通过量化的评价参数值,提高决策科学性。由于造床程度评价参数值的数值大小与造床作用成反比,与最小评价参数值关联的目标水位级是造床作用最强的水位级,根据与最小评价参数值关联的目标水位级,确定目标断面水位值;根据目标断面水位值和第二函数关系,能够准确地确定断面的河道造床流量范围,便于为后续的水利工程设计和运行提供更加科学的依据。



技术特征:

1.一种河道造床流量范围计算方法,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,所述根据各个水位级的断面水位预测值、平滩水位、挟沙力、各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限,确定造床程度评价参数值,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据断面水位预测值和平滩水位,确定水位评价参数值,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将进口流量序列中各个流量级对应的流量,输入至预先训练的水文预测模型之前,所述方法还包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将进口流量序列中各个流量级对应的流量,输入至预先训练的水文预测模型之前,所述方法还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预设lstm包括:第一lstm、第二lstm和第三lstm,所述根据预测水文数据和标签水文数据,训练预设lstm,直至预设lstm满足预设训练条件,得到水文预测模型,包括:

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取河段进口流量和标签水文数据,包括:

8.一种河道造床流量范围计算装置,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,第二确定模块,具体用于:

10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,第二确定模块,具体用于:

11.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,获取模块,还用于获取流量研究范围和造床流量精度;

12.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,获取模块,还用于获取河段进口流量和标签水文数据,标签水文数据包括:断面水位标签数据、断面流量标签数据和断面含沙量标签数据;

13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,获取模块,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任一项所述河道造床流量范围计算方法。

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任一项所述河道造床流量范围计算方法。


技术总结
本申请公开了一种河道造床流量范围计算方法、装置、电子设备及存储介质,属于水文数据处理领域。该方法包括:将进口流量序列中各个流量级对应的流量,输入至预先训练的水文预测模型,得到各个流量级关联的断面水位预测值、断面流量预测范围和断面含沙量预测范围;根据各个水位级的断面水位预测值和第一函数关系,确定各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限;根据各个水位级的断面水位预测值、平滩水位、挟沙力、各个水位级关联的断面含沙量上限和断面含沙量下限,确定造床程度评价参数值;根据与最小评价参数值关联的目标水位级,确定目标断面水位值;根据目标断面水位值和第二函数关系,确定断面的河道造床流量范围。

技术研发人员:张成潇,赵汗青,翟俨伟,蒋定国,梁犁丽,任实,杨宇,温栋,高宇
受保护的技术使用者:长江三峡集团实业发展(北京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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