[发明专利]一种宽度平均立面二维模型的地形修正方法

说明书

本发明公开了一种宽度平均立面二维模型的地形修正方法，包括：步骤1，对于拟设置网格的断面，垂直于沿河道走向做剖面，若该剖面左岸或右岸剖切到的高程最高的等高线低于模型计算时可能出现的最高水位，则进入步骤2；步骤2，以左岸山脊线与剖面的交点为左岸分界点；以右岸山脊线与剖面的交点为右岸分界点；左、右岸分界点高程以下，断面地形为剖面与地形曲面的交线；分界点上，断面地形为山脊线；步骤3，找到断面地形最低点作为划分点，其左侧为左侧地形线，右侧为右侧地形线；步骤4，计算断面垂向各网格中心高程的过流宽度。本发明还原了水流、地形和网格三者之间的关系，让立面二维模型内水流流向与地形的关系接近真实场景，模型精度高。

技术领域

本发明属于工程领域，特别涉及一种宽度平均立面二维模型的地形修正方法。

背景技术

宽度平均立面二维模型是指计算网格带有宽度属性的立面二维模型，多用于水库等深窄型水体的水动力学、水质、的数值模拟计算，通常宽度平均立面二维水库模型的网格，在尺寸上具有高度和宽度两个属性。其中高度属性由用户给定，范围多为1m～5m。宽度属性则由地形计算得出。

对于常规的宽度平均立面二维水库模型，在根据地形建模时，多根据大断面数据直接换算各高程对应的网格宽度。即沿垂直于水流方向的平面剖切地形，得到与地形形态相对应的大断面数据。而后根据垂向网格划分和大断面数据，计算该断面各高程的断面宽度，作为沿垂向各网格的宽度。

在宽度平均立面二维水库模型内，水库水流沿水平方向的投影垂直于断面网格。而在库区，水流沿河道走向流动，用垂直于河道走向的平面剖切地形，得到计算网格并进行计算不会造成明显的计算误差。但是在近坝区，水流受电站进水口取水的影响，不再沿河道走向流动，三维效应明显，依然用平面来直接剖切近坝区地形，而后根据得到的断面形态确定近坝区的网格尺寸将导致较大的计算误差。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种宽度平均立面二维模型的近坝区地形修正方法，针对近坝区水流的三维特征，根据水流流向计算各高程的过水通道宽度，并将该宽度赋值于对应高程网格，保证宽度平均立面二维模型在该处的水流过流通道接近实际情况，提高模型计算精度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种宽度平均立面二维模型的地形修正方法，其特点是包括以下步骤：

步骤1，对于拟设置网格的断面，在断面处垂直于沿河道走向做剖面，若该剖面左岸或右岸剖切到的高程最高的等高线低于模型计算时可能出现的最高水位，则判定该断面可能需进行地形修正，进入步骤2；

步骤2，若剖面在左、右岸剖切到的山脊线不存在，则无需进行地形修正并结束；

若剖面在左、右岸剖切到的山脊线存在，则找到剖面在左、右岸剖切到的山脊线，以左岸山脊线与剖面的交点作为左岸分界点；以右岸山脊线与剖面的交点作为右岸分界点；左、右岸分界点高程以下，断面地形为剖面与地形曲面的交线；分界点上，断面地形为山脊线；由此确定出的断面地形曲线，为一条三维曲线；

步骤3，根据步骤2确定的断面地形，找到该断面地形最低点作为左右岸的划分点；该划分点左侧为左侧地形线，右侧为右侧地形线；对于一个高于断面地形最低点的高程值z，在断面高度范围内，左侧地形线和右侧地形线各有一个与该高程值对应的节点；

步骤4，根据步骤3的结果，计算该断面垂向各网格中心高程的过流宽度，其值为该高程在左侧地形线和右侧地形线对应的节点沿断面地形在垂向投影线的长度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：