一种渠底宽度的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种渠底宽度的确定方法及装置，该渠底宽度的确定方法包括：获取目标渠道的设计参数，其中所述设计参数包括：目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数；根据所述目标渠道的原始断面尺寸，获得所述目标渠道的原始渠道底宽；根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽；对优化后的所述渠道底宽进行验证；当验证通过后，确定所述渠道底宽为目标渠道底宽。本发明专利技术实施例，通过获取目标渠道的设计参数，对渠道底宽进行优化，并对优化后的渠道底宽进行验证，使得优化后的渠道底宽能够有效保证长距离输水过程中渠道的末端势能。

A method and device for determining the width of the bottom of the canal

The invention provides a method and device for determining the width of the bottom of the canal. The method for determining the width of the bottom of the channel includes: obtaining the design parameters of the target channel, in which the design parameters include the original hydraulic gradient of the target channel, the original section size of the target channel and the area parameter of the control area of the target channel; The original channel size of the target channel is obtained from the original channel bottom width of the target channel, and the base width of the original channel is optimized according to the original hydraulic gradient, the original section size and the area parameters of the control area, and the optimized channel bottom width is obtained; and the bottom width of the optimized channel is verified; After verification, the bottom width of the channel is determined as the base width of the target channel. By obtaining the design parameters of the target channel, the channel bottom width is optimized and the optimized channel bottom width is verified. The optimized channel bottom width can effectively guarantee the terminal potential energy of the channel during the long distance water transportation.

【技术实现步骤摘要】
一种渠底宽度的确定方法及装置
本专利技术涉及水利
，特别涉及一种渠底宽度的确定方法及装置。
技术介绍
通过灌溉渠系输配水进行地面灌溉是目前应用最为广泛的一种农田灌溉方式。灌溉渠系一般由多级灌溉渠道构成，基于对各级灌溉渠道的灌溉需求不同，各级渠道控制面积也不同，即其渠道长度不同和沿程损失不同。其中在长距离输水过程中，由于渠道的输水距离较长，使得水流到达渠道末端时的末端势能较低，降低了灌溉效率。在现有技术中，为了保持末端势能，往往采取增加供水量的做法，但这造成了大量水资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种渠底宽度的确定方法及装置，用以实现优化渠底宽度，保持渠道末端势能。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种渠底宽度的确定方法，包括：获取目标渠道的设计参数，其中所述设计参数包括：目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数；根据所述目标渠道的原始断面尺寸，获得所述目标渠道的原始渠道底宽；根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽；对优化后的所述渠道底宽进行验证；当验证通过后，确定所述渠道底宽为目标渠道底宽。进一步的，所述的渠底宽度的确定方法还包括：当验证未通过后，将优化后的所述渠底宽度作为原始渠底宽度，重新执行根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化的步骤。进一步的，根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽的步骤包括：根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数，通过遗传算法对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽。进一步的，对优化后的所述渠道底宽进行验证的步骤包括：根据目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数以及优化后的所述渠道底宽，获得优化后的所述目标渠道的沿程势能损失值；根据所述目标渠道的设计参数，获得所述目标渠道的设计势能；根据所述设计势能和所述沿程势能损失值，获得渠道末端势能；当所述渠道末端势能与所述设计势能的相对误差小于或等于预设门限时，确定优化后的所述渠道底宽通过验证；否则，判断优化后的所述渠道底宽未通过验证。进一步的，根据目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数以及优化后的所述渠道底宽，获得优化后的所述目标渠道的沿程势能损失值的步骤包括：根据谢才公式：以及圣维南方程组：计算获得沿程势能损失值z，其中V表示断面平均流速，C表示预设谢才系数，R表示水力半径，J表示水力坡度，J＝hf/l，hf表示流段L内的沿程水头损失，l表示流段L的流程距离，A表示过水断面面积，Pw表示水流与固体边界接触部分的周长；Q表示断面的流量，A＝W·h+h·tanθ；W表示渠道底宽，h表示水深，θ表示渠道斜边与竖直方向的夹角，s表示距水道某固定断面沿流程的距离，t表示时间，v表示过水断面的断面平均流速，g表示重力加速度，z表示过水断面的水位，z＝z0+hf，z0表示水底高程；其中，水流与固体边界接触部分的周长Pw根据所述控制区域面积参数获得，过水断面面积A、水深h、渠道斜边与竖直方向的夹角θ、渠底高程Z0均根据所述断面尺寸获得。进一步的，所述预设门限为0.8％～1.7％。根据本专利技术另一方面，本专利技术实施例还提供了一种渠底宽度的确定装置，包括：第一获取模块，用于获取目标渠道的设计参数，其中所述设计参数包括：目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数；第二获取模块，用于根据所述目标渠道的原始断面尺寸，获得所述目标渠道的原始渠道底宽；优化模块，用于根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽；验证模块，用于对优化后的所述渠道底宽进行验证；确定模块，用于当验证通过后，确定所述渠道底宽为目标渠道底宽。进一步的，所述优化模块，还用于：当验证未通过后，将优化后的所述渠底宽度作为原始渠底宽度，重新执行根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化的步骤。根据本专利技术另一方面，本专利技术实施例还提供了一种渠底宽度的确定装置，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的渠底宽度的确定方法的步骤。根据本专利技术另一方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的渠底宽度的确定方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种渠底宽度的确定方法及装置，至少具有以下有益效果：本专利技术实施例，通过获取目标渠道的设计参数，对渠道底宽进行优化，并对优化后的渠道底宽进行验证，使得优化后的渠道底宽能够有效保证长距离输水过程中渠道的末端势能。附图说明图1为本专利技术实施例的渠底宽度的确定方法的流程图之一；图2为本专利技术实施例的渠底宽度的确定方法的流程图之二；图3为本专利技术实施例的渠底宽度的确定装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例的优化前的目标渠道上第一位置的剖面图；图5为本专利技术实施例的优化后的目标渠道上第一位置的剖面图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本专利技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本专利技术的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。在本专利技术的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本专利技术实施例的实施过程构成任何限定。应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。参见图1，本专利技术实施例提供了一种渠底宽度的确定方法，包括：步骤101，获取目标渠道的设计参数，其中所述设计参数包括：目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数；其中，获取的参数可以根据渠道设计时的设计资料获得，也可以根据实际测量等方式获得。步骤102，根据所述目标渠道的原始断面尺寸，获得所述目标渠道的原始渠道底宽；步骤103，根据所述原始水力坡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种渠底宽度的确定方法，其特征在于，包括：获取目标渠道的设计参数，其中所述设计参数包括：目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数；根据所述目标渠道的原始断面尺寸，获得所述目标渠道的原始渠道底宽；根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽；对优化后的所述渠道底宽进行验证；当验证通过后，确定所述渠道底宽为目标渠道底宽。

【技术特征摘要】
1.一种渠底宽度的确定方法，其特征在于，包括：获取目标渠道的设计参数，其中所述设计参数包括：目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数；根据所述目标渠道的原始断面尺寸，获得所述目标渠道的原始渠道底宽；根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽；对优化后的所述渠道底宽进行验证；当验证通过后，确定所述渠道底宽为目标渠道底宽。2.根据权利要求1所述的渠底宽度的确定方法，其特征在于，还包括：当验证未通过后，将优化后的所述渠底宽度作为原始渠底宽度，重新执行根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化的步骤。3.根据权利要求1所述的渠底宽度的确定方法，其特征在于，根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽的步骤包括：根据所述原始水力坡度、所述原始断面尺寸和控制区域面积参数，通过遗传算法对所述原始渠道底宽进行优化，并获得优化后的渠道底宽。4.根据权利要求3所述的渠底宽度的确定方法，其特征在于，对优化后的所述渠道底宽进行验证的步骤包括：根据目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数以及优化后的所述渠道底宽，获得优化后的所述目标渠道的沿程势能损失值；根据所述目标渠道的设计参数，获得所述目标渠道的设计势能；根据所述设计势能和所述沿程势能损失值，获得渠道末端势能；当所述渠道末端势能与所述设计势能的相对误差小于或等于预设门限时，确定优化后的所述渠道底宽通过验证；否则，判断优化后的所述渠道底宽未通过验证。5.根据权利要求4所述的渠底宽度的确定方法，其特征在于，根据目标渠道的原始水力坡度、目标渠道的原始断面尺寸和目标渠道的控制区域面积参数以及优化后的所述渠道底宽，获得优化后的所述目标渠道的沿程势能损失值的步骤包括：根据谢才公式：以及圣维南方程组：

【专利技术属性】
技术研发人员：周光涛，邢宇良，戴春胜，梁贞堂，王浩民，王志兴，王洪波，侯保灯，肖伟华，占许珠，崔豪，杨瑞祥，
申请(专利权)人：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23