[发明专利]一种V型河道库容量算方法

摘要

本发明公开一种V型河道库容量算方法,其本质在于利用V型河道水上数字高程模型及相关河道数据来预测V型河道水下深度，从而在缺失河道水下地形的情况下，拟合出V型河道整体高程模型，以实现V型河道更高质量的库容量算。该方法可在V型河段水库难以获取到河道水底地形的情况下，更加精确的估算V型河段库容，大量减少外业测量和费用，在V型河段中水利枢纽工程设计、运营管理、水库调度、防洪、动库容研究具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种V型河道库容量算方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用Delaunay算法根据等高线、回水线、坝址线和河道面来构建不规则三角网(TIN)；步骤2，利用河道面，人工绘制出河道中心线；步骤3，以坝址线与河道中心线的交点为起点，通过等距离划分，均匀切分河道中心线到回水位置，从而获取到河道中心线上的一系列切分点，将河道中心线划成多段；步骤4，将垂直过河道中心线切分点的直线每隔一定距离对河道水上高程模型做垂线，将垂线与河道水上高程模型的每个交点连接起来，从而获取河道水上横断面线；步骤5，过河道中心线的切分点做与河道中心面相垂直的垂线L及与河道中心线相垂直的静态水位线L₁；步骤6，静态水位线L₁与河道水上横断面相交，与河道水上横断面左交点A₁，右交点B₁；步骤7，构造模拟水位线；步骤8，步骤7获取的A₁，A₂，...A_n有限的顶点，利用一元线性回归算法拟合的直线与垂线L相交于河道预测水深点S₁，同理通过步骤7获取的右岸B₁，B₂，...B_n有限的顶点，拟合直线与垂线L相交于河道预测水深点S₂，将S₁及S₂点的高程值相比较，取高程值较小的预测水深点S₃，及A₁和B₁点的空间坐标放入河道点集合S；步骤9，按顺序沿河道中心线的均分点依次循环步骤4‑步骤8进行计算，将河道中心线的起点至末端的所有均分点处计算求得的S₃,A₁和B₁点的空间坐标置入河道点集合S；步骤10，利用Delaunay算法根据等高线、回水线、坝址线及河道点集合S来构建不规则三角网，从而获取到库区整体河道高程模型；步骤11，在河道整体高程模型的基础上将待量算库容的设计水位及河底之间包涵的水体体积作为待求解的水库库容，将待测水位线以下河道整体高程模型，划分为额外精细的格网，每一个格子看成一个像素，针对水位线平面的每一个像素，搜索其对应河床的像素；步骤12，两个像素之间的空间组成一个正四棱柱，在此将河底高程模型上的每一个栅格图像上的像素看成正方形，正四棱柱的高即为待测水位线平面像素的高程值与河床对应像素的高程值之差，利用体积计算公式求解该正四棱柱的体积，并针对河底高程模型上的每个像素循环，计算每个正四棱柱的体积并累积，其和即为待测V型河道水库库容的量算结果；所述的步骤7还包括以下步骤：步骤7‑1，模拟水位线与过切分点与河道中心面相垂直的垂线L垂直相交，与库区河道水上横断面相交；步骤7‑2，模拟水位线平行于静态水位线；步骤7‑3，模拟水位线之间的间距为d，默认值为静态水位线长度的三分之一。