一种涉水建筑物阻水分析方法及系统与流程

本发明涉及河道行洪，更具体的说是涉及一种涉水建筑物阻水分析方法及系统。

背景技术：

1、河道行洪能力是指保证水位时，河道宣泄洪水流量的能力。行洪，是让洪水流过。随着经济的快速增长，河道岸线的开发利用程度越来越高，各种桥梁、码头、取排水工程等涉水建筑物大规模兴建，而且密度越来越高。涉水建筑物的兴建，占用了河道原有的过水断面，由于涉水建筑物的阻碍作用，水流经过建筑物时需要克服其施加的阻力，从而影响河道原有的过流能力，对河道的防洪安全造成影响。

2、因此，如何提供一种涉水建筑物阻水分析方法及系统，合理控制涉水建筑物的建设密度，减轻工程阻水影响是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种涉水建筑物阻水分析方法及系统，通过计算涉水建筑物阻水率，合理控制涉水建筑物的建设密度，减轻工程阻水影响，进而客观评价建筑物对河道行洪能力的影响程度。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种涉水建筑物阻水分析方法，包括：

4、步骤1、确定涉水建筑物数量n；

5、步骤2、确定水流主流向；

6、步骤3、任选一涉水建筑物，根据所述水流主流向确定选取的涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度b，并根据所述投影宽度得到所述投影宽度内的平均水深h，根据所述投影宽度得到所述投影宽度内的平均流速v；

7、步骤4、重复步骤3，直到获得所有关于所述涉水建筑物的信息；

8、步骤5、获取行洪断面流量q；并通过公式：计算出所有行洪断面内涉水建筑物阻水率a。

9、优选的，所述确定水流主流向包括：采集水流数据，提取所述水流数据中的水流流态与水流流向，根据所述水流流态与所述水流流向确定水流主流向。

10、优选的，所述根据所述投影宽度得到所述投影宽度内的平均水深h包括：采用回声测深仪在不同位置处测量取平均值，得到平均水深h；所述回声测深仪包括电源、激发器、换能器、放大器和记录显示设备；所述电源为所述激发器、所述换能器、所述放大器和所述记录显示设备供电；所述激发器产生的电脉冲经所述换能器转换为超声波发射到水底，声波从水底反射回来后被所述换能器接收并转换为电脉冲；再经所述放大器放大、变换后传输到所述记录显示设备。

11、优选的，从所述超声波发射到声波由水底反射回来后被所述换能器接收的时间为t，由发声脉冲信号和收声脉冲信号推动记录显示设备进行记录，并根据声波在水中的传播速度vs，自动转换为此处水深并以数字形式或图像形式通过所述记录显示设备显示出来。

12、优选的，采用测速仪测量所述平均流速v，具体过程包括：

13、1)根据所述选取的涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度b，确定需要布设的测速垂线条数；

14、2)从所述投影宽度b的一侧作为起点，量出第一条测速垂线到所述起点的距离，并做好垂线标记；

15、3)确定各条测速垂线的位置，并安装所述测速仪，测出各测速垂线处平均流速vm。

16、一种涉水建筑物阻水分析系统，包括：

17、投影构建模块，用于采集水流数据，确定水流主流向，并根据所述水流主流向确定涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度；

18、测深模块，用于根据所述涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度，得到所述投影宽度内的平均水深；

19、流速模块，用于根据所述涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度，得到所述投影宽度内的平均流速；

20、断面流量计算模块，用于根据各个涉水建筑物沿水流主流向投影到行洪断面的投影宽度之和、行洪断面处的水深和流速，计算行洪断面流量；

21、结果分析确定模块，用于根据所述选取的涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度，平均水深，平均流速，以及涉水建筑物数量，行洪断面流量，确定行洪断面内涉水建筑物阻水率。

22、优选的，所述投影构建模块中，提取所述水流数据中的水流流态与水流流向，根据所述水流流态与所述水流流向确定水流主流向。

23、优选的，所述测深模块包括回声测深仪，所述回声测深仪包括电源、激发器、换能器、放大器和记录显示设备；所述电源为所述激发器、所述换能器、所述放大器和所述记录显示设备供电；所述激发器向所述换能器发送脉冲，所述换能器将所述脉冲转换为超声波并接收反射回来的信号；所述换能器将所述反射回来的信号传输到所述放大器，所述放大器与所述记录显示设备电性连接，所述记录显示设备用于计算并显示水深。

24、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种涉水建筑物阻水分析方法及系统，包括：确定涉水建筑物数量；确定水流主流向；任选一涉水建筑物，根据所述水流主流向确定选取的涉水建筑物沿所述水流主流向投影到行洪断面的投影宽度，并根据所述投影宽度得到所述投影宽度内的平均水深，根据所述投影宽度得到所述投影宽度内的平均流速；获取行洪断面流量；并通过公式计算出所有行洪断面内涉水建筑物阻水率；本发明的有益效果：通过计算涉水建筑物阻水率，客观评价建筑物对河道行洪能力的影响程度，合理控制涉水建筑物的建设密度，减轻工程阻水影响，同时提高数学模型或物理模型研究河道行洪时涉水建筑物阻力的准确度。

技术特征：

1.一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，步骤2中，所述确定水流主流向包括：采集水流数据，提取所述水流数据中的水流流态与水流流向，根据所述水流流态与所述水流流向确定水流主流向。

3.根据权利要求1所述的一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，步骤3中，所述根据所述投影宽度得到所述投影宽度内的平均水深h包括：采用回声测深仪在不同位置处测量取平均值，得到平均水深h；所述回声测深仪包括电源、激发器、换能器、放大器和记录显示设备；所述电源为所述激发器、所述换能器、所述放大器和所述记录显示设备供电；所述激发器产生的电脉冲经所述换能器转换为超声波发射到水底，声波从水底反射回来后被所述换能器接收并转换为电脉冲；再经所述放大器放大、变换后传输到所述记录显示设备。

4.根据权利要求3所述的一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，从所述超声波发射到声波由水底反射回来后被所述换能器接收的时间为t，由发声脉冲信号和收声脉冲信号推动记录显示设备进行记录，并根据声波在水中的传播速度vs，自动转换为此处水深并以数字形式或图像形式通过所述记录显示设备显示出来。

5.根据权利要求1所述的一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，步骤3中，采用测速仪测量所述平均流速v，具体过程包括：

6.一种涉水建筑物阻水分析系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，所述投影构建模块中，提取所述水流数据中的水流流态与水流流向，根据所述水流流态与所述水流流向确定水流主流向。

8.根据权利要求6所述的一种涉水建筑物阻水分析方法，其特征在于，所述测深模块包括回声测深仪，所述回声测深仪包括电源、激发器、换能器、放大器和记录显示设备；所述电源为所述激发器、所述换能器、所述放大器和所述记录显示设备供电；所述激发器向所述换能器发送脉冲，所述换能器将所述脉冲转换为超声波并接收反射回来的信号；所述换能器将所述反射回来的信号传输到所述放大器，所述放大器与所述记录显示设备电性连接，所述记录显示设备用于计算并显示水深。

技术总结
本发明公开了一种涉水建筑物阻水分析方法及系统，涉及河道行洪技术领域；包括：确定涉水建筑物数量；确定水流主流向；任选一涉水建筑物，根据水流主流向确定选取的涉水建筑物沿水流主流向投影到行洪断面的投影宽度，并根据投影宽度得到投影宽度内的平均水深，根据投影宽度得到投影宽度内的平均流速；获取行洪断面流量；并通过公式计算出所有行洪断面内涉水建筑物阻水率；本发明的有益效果：通过计算涉水建筑物阻水率，客观评价建筑物对河道行洪能力的影响程度，合理控制涉水建筑物的建设密度，减轻工程阻水影响，同时提高数学模型或物理模型研究河道行洪时涉水建筑物阻力的准确度。

技术研发人员：毛北平,张恒之,李文斌,李崇勇,仝伟,孙元元,邹振华,伏琳
受保护的技术使用者：长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13