[发明专利]一种基于水力学模拟的河道泄洪预警方法

权利要求书

1.一种基于水力学模拟的河道泄洪预警方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

S1，收集河道的河床地形数据，根据人工泄水规划或水文预报确定洪水来临时河道上下游两端的边界条件；

S2，构建数值模型，开展模型计算，得到河道内洪水流量和水位的演进过程；

S3，对于需要研究的断面，基于上一步骤中计算的洪水演进过程信息，根据需要研究的断面位置插值得到需要研究的断面处流量随时间的变化过程；

S4，根据断面流量的时间序列，自动判断洪水来临时该位置洪水起涨和洪峰到达的时间和量级，为下游防灾措施提供依据；

步骤S2中构建数值模型采用一维圣维南方程，采用Pressiman四点差分隐格式进行圣维南方程数值计算；

以上各式中，M代表插值点的空间位置，f代表被插值的物理量，x代表空间坐标，θ代表插值系数，上标n代表时间步序号，下标j代表空间网格序号，Δx代表空间步长；

步骤S4中，洪峰到达和离开时间判定规则是：

①首先确定水位最高值Z_max和起涨时水位Z_a，两者之差为涨幅A；

②涨幅乘以阈值比例μ得到最高水位下浮区间δ＝μA，从而得到浮动区间下限Z_pb＝Z_max-δ；

③当水位首次超过Z_pb，即视为洪峰到达；

步骤②中阈值比例μ为0.05～0.15。

2.根据权利要求1所述的基于水力学模拟的河道泄洪预警方法，其特征在于，步骤S1中所述河床地形数据包括DEM高程数据，无人机高程数字影像和河床断面地形数据。

3.根据权利要求1所述的基于水力学模拟的河道泄洪预警方法，其特征在于，步骤S4中起涨时间判定规则是：连续若干个数据点上涨，且涨幅大于一定值，即视为洪水起涨。

4.根据权利要求1所述的基于水力学模拟的河道泄洪预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

S5，收集被研究断面的历史实测水位数据序列，从数值模拟序列中与实测序列中分别提取起涨时间、洪峰到达时间，以二者差异最小为目标调整糙率参数，提高数值模型精确度。