[发明专利]回水顶托对水位变化影响的量化方法及系统

说明书

本发明提供一种回水顶托对水位变化影响的量化方法及系统，方法包括：基于目标河段的历史水文数据，确定回水顶托水文仿真模型；基于所述目标河段在目标时段的目标水文数据，根据所述回水顶托水文仿真模型，确定水位变化响应特征和所述水位变化响应特征对所述目标河段水位变化的贡献率；其中，所述水位变化响应特征为影响所述目标河段水位变化的因素。能够定量解析回水顶托对水位变化的影响贡献，提高辨识高洪水位成因的准确性。

技术领域

本发明涉及水文大数据分析技术领域，尤其涉及一种回水顶托对水位变化影响的量化方法及系统。

背景技术

近年来随着气候变化及人类活动影响加剧，特别是在梯级水库群建设、航道整治、岸线开发等人类活动干扰下，在河流主槽下切的同时，也出现了洪水河槽萎缩、河漫滩减少和洪水位抬升现象，逐渐改变水位流量关系的固有机理，影响泄流能力。同时下游河道断面水位变化会直接改变水面比降，尤其在大洪水时期，受回水顶托影响，下游水位过高会溯源壅高上游水位，抬高同流量下河道洪水水位，增加洪灾风险。

目前学界针对回水顶托对水位变化的影响分析，多集中在统计指数的定性分析上，虽可客观揭示通江湖泊的顶托作用，但由于缺少行之有效的量化分析方法，目前尚未见从全量化角度剖析回水顶托的响应机制，对于河流和通江湖泊上下游水力关联性机理的挖掘上还不透彻。

因此，如何提供一种回水顶托对水位变化影响的量化方法及系统，定量解析回水顶托对水位变化的影响贡献，提高辨识高洪水位成因的准确性，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种回水顶托对水位变化影响的量化方法及系统。

提供一种回水顶托对水位变化影响的量化方法，包括：

基于目标河段的历史水文数据，确定回水顶托水文仿真模型；

基于所述目标河段在目标时段的目标水文数据，根据所述回水顶托水文仿真模型，确定水位变化响应特征和所述水位变化响应特征对所述目标河段水位变化的贡献率；其中，所述水位变化响应特征为影响所述目标河段水位变化的因素。

根据本发明提供的一种回水顶托对水位变化影响的量化方法，所述基于目标河段的历史水文数据，确定回水顶托水文仿真模型，具体包括：

基于所述目标河段的历史水文数据，确定研究时段上下游控制断面水文资料；其中，所述上下游断面水文资料包括：上游控制断面逐日水位资料、上游控制断面流量资料和下游控制断面逐日水位资料；

基于所述研究时段上下游控制断面水文资料，确定回水顶托水文仿真模型；其中，所述回水顶托水文仿真模型以上游控制断面水位和下游控制断面水位为输入，上游控制断面流量为输出。

根据本发明提供的一种回水顶托对水位变化影响的量化方法，所述基于所述研究时段上下游控制断面水文资料，确定回水顶托水文仿真模型，具体包括：

基于明渠恒定非均匀渐变流基本方程，确定回水顶托水文仿真模型的计算公式；

基于所述研究时段上下游控制断面水文资料，确定所述回水顶托水文仿真模型计算公式的模型待定参数；

其中，所述回水顶托水文仿真模型的计算公式为：

；

式中，为上游控制断面流量；为上游控制断面水位，为下游控制断面水位；、、和为模型待定参数。

根据本发明提供的一种回水顶托对水位变化影响的量化方法，所述基于所述目标河段在目标时段的目标水文数据，根据所述回水顶托水文仿真模型，确定水位变化响应特征和所述水位变化响应特征对所述目标河段水位变化的贡献率，具体包括：