[发明专利]河流水面线计算中糙率率定的系统及方法

权利要求书

1.河流水面线计算中糙率率定的系统，其特征在于，包括：

输入模块，用于供用户输入整个计算河段的相关信息，包括：各断面糙率初值、率定工况下计算边界条件、整个计算河段的率定资料、率定可接受的最大误差Δ和糙率逼近步长dn；

存储模块，用于将整个计算河段的相关信息以文件形式存储；

水面线计算模块，用于利用圣维南方程对河流水面线进行求解计算，并求得计算水位与率定水位的差值dz；

糙率调整模块，用于自动对dz和率定可接受的最大误差Δ进行比较判断，若|dz|Δ则判定糙率率定成功，则将率定好的糙率输出至存储模块进行保存，并通知循环执行模块；若dzΔ则减小计算糙率，若dz-Δ则增大计算糙率，将调整后的糙率输出给水面线计算模块，以继续求解计算；

循环执行模块，用于判断整个河段的各个断面的糙率是否均已率定完成，若是，则通知输出模块，否则从存储模块中调取下一个断面的资料，通知水面线计算模块进行求解计算；

输出模块，用于生成整个河段的率定糙率文件并输出。

2.河流水面线计算中糙率率定的方法，应用于如权利要求1所述的系统中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A.输入整个计算河段的相关信息，包括：各断面糙率初值、率定工况下计算边界条件、整个计算河段的率定资料、率定可接受的最大误差Δ和糙率逼近步长dn；

B.水面线计算模块利用圣维南方程对河流水面线进行求解计算，并求得计算水位与率定水位的差值dz；

C.糙率调整模块自动对dz和率定可接受的最大误差Δ进行比较判断：若率定成功，则将率定好的糙率输出至存储模块进行保存，并通知循环执行模块,进入步骤D；若率定不成功，则对糙率进行相应调整后，将调整后的糙率输出给水面线计算模块，返回步骤B；

D.循环执行模块判断整个河段的各个断面的糙率是否均已率定完成，若是，则通知输出模块，进入步骤E，否则，从存储模块中调取下一个断面的资料，通知水面线计算模块进行求解计算，返回步骤B；

E.输出模块生成整个河段的率定糙率文件并输出。

3.如权利要求2所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

步骤A中，所述率定资料分别对应实测水边线、实测洪痕和水位流量关系曲线三种情况：对于实测水边线和实测洪痕的率定，率定资料包含干支流断面指示、累距和相应率定水位数据；对于水位流量关系的率定，率定资料包含水位流量关系所在断面指示、水位和相应流量数据。

4.如权利要求2所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

步骤A中，所述率定可接受的最大误差Δ和糙率逼近步长dn根据工程需要设定。

5.如权利要求2所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

步骤B中，若相邻两断面间的率定点大于1个，则通过取平均的方法将多个率定点简化为1个来处理。

6.如权利要求2所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

步骤B中，若率定点位置与断面位置不重合，则通过线性插值的方法，将率定点上下游断面的计算水位插值到率定点位置，再进行差值计算得到dz。

7.如权利要求2所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

步骤C中，糙率调整模块自动对dz和率定可接受的最大误差Δ进行比较判断：若|dz|Δ则判定糙率率定成功，否则，判定率定不满足误差要求，则对前后两率定点区间河段的糙率进行调整：若dzΔ则减小计算糙率，若dz-Δ则增大计算糙率。

8.如权利要求7所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

所述对前后两率定点区间河段的糙率进行调整的具体方法为：

若dzΔ则n＝n-dn，若dz-Δ则n＝n+dn，n为河段的糙率，dn为糙率逼近步长。

9.如权利要求2-8任意一项所述的河流水面线计算中糙率率定的方法，其特征在于，

步骤E中，输出模块按照常规水面线计算所需格式，输出率定完成后的糙率文件。