[发明专利]渠道流量监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种渠道流量监测方法及系统，属于渠道量水技术领域。所述方法包括：获取渠道的渠道参数、两个过水断面之间水流的流动条件和所述两个过水断面的断面参数，所述流动条件包括非恒定流动和恒定流动，所述渠道参数包括渠底坡降和渠道糙率，所述两个过水断面的断面参数包括所述两个过水断面之间的距离、所述两个过水断面的水深、形状和尺寸；根据所述流动条件，调用与所述流动条件对应的流量公式，所述流量公式满足第一条件和第二条件；根据所述流量公式、所述渠道参数和所述两个过水断面的断面参数，获取所述渠道的流量。本发明不仅适用于恒定流动，也适用于非恒定流动，降低了对水流的流动条件的局限性。

技术领域

本发明涉及渠道量水技术领域，尤其涉及一种渠道流量监测方法及系统。

背景技术

渠道量水是指对渠道水流的流量和水位进行监测。在灌溉渠道中，水流流量直接影响水量的调度计划和灌溉地块的可用水量，因此，对渠道流量的监测显得尤为重要。

目前，相关技术采用单点水深测流的方式，对渠道流量进行监测。具体过程包括：获取渠道的单个断面的多组水深和流量数据，通过对这些数据进行回归分析，得到流量和水深之间关系的经验公式，在后续应用中，通过获取该断面的水深，根据该水深和上述关系公式，计算得到流量。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

上述方法通过实测数据得到的经验公式来计算流量，只适用于流量和水深之间关系单一且稳定的断面，其特定的使用条件暗含了流过断面的水流是恒定流甚至是均匀流的假定，该方法应用的局限性大。

发明内容

本发明实施例提供了一种渠道流量监测方法及系统，采用“两点水深测流法”，可以解决相关技术应用的局限性大的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供一种渠道流量监测方法，包括：

获取渠道的渠道参数、两个过水断面之间水流的流动条件和所述两个过水断面的断面参数，所述流动条件包括非恒定流动和恒定流动，所述渠道参数包括渠底坡降和渠道糙率，所述两个过水断面的断面参数包括所述两个过水断面之间的距离、所述两个过水断面的水深、形状和尺寸；

根据所述流动条件，调用与所述流动条件对应的流量公式，所述流量公式满足第一条件和第二条件；

根据所述流量公式、所述渠道参数和所述两个过水断面的断面参数，获取所述渠道的流量；

其中，所述第一条件是指单位时间内通过控制面流入控制体的净质量等于同时段内所述控制体的质量增量，所述第二条件是指单位时间内通过所述控制面流入所述控制体的动量与作用于所述控制体的外力矢量之和等于同时段所述控制体的动量增量，所述控制体是指以所述两个过水断面、自由水面、渠底为控制面所确定的空间区域。

在一种可能实现方式中，所述获取渠道的渠道参数、两个过水断面之间水流的流动条件和所述两个过水断面的断面参数之后，所述方法还包括：

根据所述两个过水断面的水深、形状和尺寸，获取所述两个过水断面的面积和水力半径；

根据所述两个过水断面的水力半径和所述渠道糙率，获取所述两个过水断面的谢才系数。

在一种可能实现方式中，所述根据所述流动条件，调用与所述流动条件对应的流量公式，包括：

当所述流动条件为非恒定流动时，调用公式一和公式二，所述公式一满足所述第一条件，所述公式二满足所述第二条件；

相应地，所述根据所述流量公式、所述渠道参数和所述两个过水断面的断面参数，获取所述渠道的流量，包括：根据所述公式一、所述公式二、所述渠底坡降、所述两个过水断面之间的距离、所述两个过水断面的水深、面积、水力半径和谢才系数，获取所述渠道的流量；

其中，所述公式一和所述公式二如下：