[发明专利]一种地表水动力模型与地下管网模型的垂向耦合方法、系统及设备

权利要求书

1.一种地表水动力模型与地下管网模型的垂向耦合方法，其特征在于，所述方法包括：

接收输入的待处理数据，其中所述待处理数据包括：地下管网的铰点坐标、各铰点对应的地表水位、管网水位以及周长；

针对各铰点，当所述铰点处地表水位高于管网水位时，依据所述铰点对应的所述地表水位、所述管网水位，采用宽顶堰流公式计算所述铰点对应的交换流量预估值；

将所述铰点对应的交换流量预估值作为外来流量值，输入所述地下管网模型中，计算所述铰点在第一时间段内的溢流量；

依据所述铰点对应的交换流量预估值以及溢流量，确定所述铰点的校正交换流量；

将所述校正交换流量作为源汇项输入所述地表水动力模型中，计算所述第一时间段内所述铰点的水力要素。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述校正交换流量作为源汇项输入所述地表水动力模型中，计算所述第一时间段内所述铰点的水力要素的步骤，包括：

将所述校正交换流量作为源汇项输入所述地表水动力模型中，分别计算所述铰点在各子时间段内的水力要素，直至各子时间段和值等于所述第一时间段为止，其中，所述第一时间段包括多个子时间段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述铰点对应的交换流量预估值以及溢流量，确定所述铰点的校正交换流量的步骤，包括：

计算所述铰点对应的交换流量预估值与溢流量的差值，将所述差值确定为所述铰点的校正交换流量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述地表水动力模型采用显式有限体积法求解的二维浅水方程，所述地下管网模型采用显式差分格式求解的一维圣维南方程。

5.一种地表水动力模型与地下管网模型的垂向耦合系统，其特征在于，所述系统包括：垂向耦合模块、管网模块以及二维水动力模块；

所述垂向耦合模块接收输入的待处理数据，针对各铰点，当所述铰点处地表水位高于管网水位时，依据所述铰点对应的所述地表水位、所述管网水位，采用宽顶堰流公式计算所述铰点对应的交换流量预估值；将所述铰点对应的交换流量预估值作为外来流量值，输入所述管网模块中；其中所述待处理数据包括：地下管网的铰点坐标、各铰点对应的地表水位、管网水位以及周长；

所述管网模块采用地下管网模型以所述交换流量预估值作为外来流量值，计算所述铰点在第一时间段内的溢流量；依据所述铰点对应的交换流量预估值以及溢流量，确定所述铰点的校正交换流量，并将所述校正交换流量通过所述垂向耦合模块发送至所述二维水动力模块；

所述二维水动力模块将所述校正交换流量作为源汇项输入所述地表水动力模型中，计算所述第一时间段内所述铰点的水力要素。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述二维水动力模块具体用于：

将所述校正交换流量作为源汇项输入所述地表水动力模型中，分别计算所述铰点在各子时间段内的水力要素，直至各子时间段和值等于所述第一时间段为止，其中，所述第一时间段包括多个子时间段。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述管网模块依据所述铰点对应的交换流量预估值以及溢流量，确定所述铰点的校正交换流量时，具体用于：

计算所述铰点对应的交换流量预估值与溢流量的差值，将所述差值确定为所述铰点的校正交换流量。

8.一种用于地表水动力模型与地下管网模型的垂向分层耦合的设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一所述的地表水动力模型与地下管网模型的垂向耦合方法。