一种适用于河道地表漫流的动态分析及预警方法与流程

技术特征：
1.一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：包括如下步骤：河道断面的产汇流分析；受到洪水波的涨落运动影响的这种非稳定流态条件下的河段流量分析；借助水位-流量关系推求每个时段的河道断面水位；在获得断面水位变化过程后，进行断面间水位分析。2.根据权利要求1所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的河道断面的产汇流分析，包括：步骤1)流域内河道断面设置；步骤2)区间产汇流计算；步骤3)马斯京根法河道汇流演算。3.根据权利要求2所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的步骤1)流域内河道断面设置是为m个断面,具体是:根据流域自身的地理环境，依据工程实际根据等流时面积将河道干流划分若干个单元，每个单元在其河道出口处设置相应的断面，设置断面数量为m，并记录相邻断面间的河段长度la，其中a＝1
…
m。4.根据权利要求2所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的步骤2)区间产汇流计算是通过等流时线法，进行子流域产汇流计算求得区间的断面的流量过程，具体是：根据等流时线法原理，降落在流域面上的时段净雨，按各等流时面积汇流时间顺序依次流出流域出口断面，计算公式为：q
i，i j-1
＝0.278r
i
f
i
j＝1，2，
…
，n其中，r
i
为第i时段净雨强度，r
i
＝h/δt，mm/h；δt为等流时线汇流时间，h为历时时间；f
i
为汇流时间(j-1)δt和jδt两条等流时线之间的面积，km2；(j-1)δt为第j-1段的等流时线，jδt为第j段等流时线；q
i
，i j-1为在f
i
上r
i
形成的i j-1时段末出口断面流量，m3/s；i为第i降雨时段，j为等流时段，i j-1为第i j-1时段；假设各时段净雨所形成的流量在汇流过程中相互没有干扰，出口断面的流量过程是降落在多个等流时面积上的净雨按先后次序出流叠加而成的，则第t时段断面区间入流流量为q
t
：其中，n为自然数，t为i j-1。5.根据权利要求2所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的步骤3)马斯京根法河道汇流演算是考虑河道的槽蓄作用通过马斯京根法的推求上游断面出流在下游断面的流量响应过程，具体步骤如下：(1)断面为初始断面时，当a＝1时，上游的响应为0，即：q
区,1,t
＝q
1,t
(2)断面不是初始断面时，当a不是1时a)获得a-1到a断面河道长度la，a＝2,3，
…
m；b)设置特征河长la和蓄量常数ka和
△
ta，计算流量比重因素xa的取值，计算公式见下：
c)求解马斯京根方程的系数，包括c
0,a
、c
1,a
、c
2,a
：：：c
2,a
c
1,a
c
0,a
＝1d)a-1断面出流在a断面的响应过程，当t＝t0时令q
a-1
,t0＝q
a
,t0，则：c
2,a
q
a,t-1
c
1,a
q
a-1,t-1
c
0,a
q
a-1,t
＝q
响,a,t
e)据此可以求出a断面上游断面来水的响应过程。6.根据权利要求1所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的河段流量分析为断面流量过程的流量计算，即：同时刻的区间产汇流量和上游断面响应值的叠加，具体公式如下：q
区,a,t
q
响应,a,t
＝q
a,t
其中，q
区,a,t
为区间产汇流量，q
响应,a,t
为上游断面响应值，q
a,t
为a断面实际流量。7.根据权利要求1所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的借助水位-流量关系推求每个时段的河道断面水位,即:根据水位流量关系,由断面的流量过程推求断面处的水位变化过程,具体如下:在获得断面实时量流量变化过程，依据水位流量关系曲线，得到水位随时间的变化过程：f
z-q
(q
a,t
)＝z
a,t
，其中f
z-q
(q
a,t
)为水位流量关系；z
a,t
为水位深。8.根据权利要求1所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：所述的在获得断面水位变化过程后，进行断面间水位分析：根据线性插值的方法，由相邻两个断面的水位过程推求断面间某点处的水位变化值：其中ll
a
为在断面a-1到断面a之间距离断面a-1的距离。9.根据权利要求8所述的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，其特征是：还包括地表漫流情况判断：该点处的水位是否超过堤坝的警戒水位，如果是超过，就表示地表漫流；如果没有超过，就表示不发生地表漫流。10.一种适用于河道地表漫流的预警方法，其特征是：基于权利要求8的一种适用于河道地表漫流的动态分析方法，进行漫流预测，当预测水位大于警戒水位时进行预警。

技术总结
本发明涉及水环境工程中洪涝灾害智慧管控建设领域，是一种适用于河道地表漫流的动态分析及预警方法。该方法包括如下步骤：河道断面的产汇流分析；受到洪水波的涨落运动影响的这种非稳定流态条件下的河段流量分析；借助水位-流量关系推求每个时段的河道断面水位；在获得断面水位变化过程后，进行断面间水位分析。通过对面降雨量、河道比降资料、水位-流量关系等数据的获取，围绕小流域河道开展相关机理研究，从而形成一种可靠地动态分析系统，为风险预警及决策提供有效的依据支撑。风险预警及决策提供有效的依据支撑。风险预警及决策提供有效的依据支撑。


技术研发人员：王洁瑜 杨党锋 刘晓东 黄勇 田军谋 霍云超 陈惠 胡坤
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/1/6