本申请涉及一种基于能量守恒的水位推算方法和装置。其中该方法包括基于地形数据确定河道上下游断面间水平距离和河道平均河底高程，并基于河道流量，确定第一率定参数和第二率定参数；基于河道上下游断面间水平距离、河道平均河底高程、第一率定参数和第二率定参数确定水头损失参数；基于水头损失参数和明渠恒定渐变流能量方程确定相关关系函数；确定目标流量，基于目标流量和相关关系函数对水位进行推算，确定水位数据。本申请基于明渠恒定渐变流能量方程，依据实际数据确定水位的相关关系函数，能真实地反映河道上下游水位关系，可用于河道水位的快速计算。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水利工程，尤其涉及一种基于能量守恒的水位推算方法和装置。
技术介绍
1、河道水位是工程水文、水资源配置、水资源管理、防汛抗旱等诸多领域至关重要的数据基础。目前日常工作中，对于资料条件相对较差的断面。常采用水位相关关系作为工具进行水位资料系列插补延长或者设计水位推求。目前通常采用数理统计法推算河道水位相关关系，即根据上下游水位数据，采用线性回归的方法推算河道水位相关关系。该方法虽然计算较为简单，易于操作。但存在两个较大的问题：一是采用纯数理统计法，本质上是“黑箱”模型，缺乏物理机制；二是线性关系的假设造成相关关系计算的误差较大，在水文分析工作中可能造成水位计算产生较大偏差，不满足当前对水利工作精细化的要求。因此，亟需发展一种蕴含河道物理机制，可以反映河道水位实际非线性映射关系的河道水位相关关系，以克服传统方法的不足，实现快速、准确地推算河道水位。
技术实现思路
1、本申请意在提供一种基于能量守恒的水位推算方法、装置、电子设备和存储介质，所要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
2、本实施例第一方面，提出了一种基于能量守恒的水位推算方法，包括：
3、基于地形数据确定河道上下游断面间水平距离和河道平均河底高程，并基于河道流量，确定第一率定参数和第二率定参数；
4、基于河道上下游断面间水平距离、河道平均河底高程、第一率定参数和第二率定参数确定水头损失参数；
5、基于水头损失参数和明渠恒定渐变流能量方程确定相关关系函数；
>6、确定目标流量，基于目标流量和相关关系函数对水位进行推算，确定水位数据。7、在一种可能的实现方式中，明渠恒定渐变流能量方程，包括：
8、
9、其中，zu表示河道上游断面水位，zd表示河道下游断面水位；vu表示河道上游断面平均流速，vd表示河道下游断面平均流速；αu表示河道上游处动能修正系数，αd表示河道下游断面处动能修正系数；he表示水头损失参数。
10、在一种可能的实现方式中，还包括：
11、基于上下游断面平均距离和上下游断面沿程水头损失坡度确定水头损失参数；
12、水头损失参数为
13、其中，l表征上下游断面平均距离，表征上下游断面沿程水头损失坡度。
14、在一种可能的实现方式中，还包括：
15、基于河道上游断面水位、河道下游断面水位和河道上下游断面间水平距离确定上下游断面平均距离；
16、上下游断面平均距离为
17、其中，zu表征河道上游断面水位、zd表征河道下游断面水位，l表征河道上下游断面间水平距离。
18、在一种可能的实现方式中，还包括：
19、依据河道流量和河道内平均流量模数，确定上下游断面沿程水头损失坡度；
20、水头损失坡度为
21、其中，q表征河道流量，表征河道内平均流量模数。
22、在一种可能的实现方式中，还包括：
23、河道内平均流量模数为
24、其中，表征河道内平均糙率；表征河道内平均断面面积；
25、河道平均水深为
26、a表征第一率定参数，z0表征河道平均河底高程。
27、在一种可能的实现方式中，相关关系函数为
28、其中，为第二率定参数。
29、本实施例第二方面，提出了一种基于能量守恒的水位推算装置，包括：
30、参数率定模块，被配置为基于地形数据确定河道上下游断面间水平距离和河道平均河底高程，并基于河道流量，确定第一率定参数和第二率定参数；
31、参数确定模块，被配置为基于河道上下游断面间水平距离、河道平均河底高程、第一率定参数和第二率定参数确定水头损失参数；
32、函数确定模块，被配置为基于水头损失参数和明渠恒定渐变流能量方程确定相关关系函数；
33、水位确定模块，被配置为确定目标流量，基于目标流量和相关关系函数对水位进行推算，确定水位数据。
34、本实施例第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可在处理器上运行的计算机程序，处理器在执行计算机程序时，实现如第一方面的基于能量守恒的水位推算方法的步骤。
35、本实施例第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的基于能量守恒的水位推算方法的步骤。
36、本申请实施例包括以下优点：
37、本申请涉及一种基于能量守恒的水位推算方法和装置。其中该方法包括基于地形数据确定河道上下游断面间水平距离和河道平均河底高程，并基于河道流量，确定第一率定参数和第二率定参数；基于河道上下游断面间水平距离、河道平均河底高程、第一率定参数和第二率定参数确定水头损失参数；基于水头损失参数和明渠恒定渐变流能量方程确定相关关系函数；确定目标流量，基于目标流量和相关关系函数对水位进行推算，确定水位数据。本申请基于明渠恒定渐变流能量方程，依据实际数据确定水位的相关关系函数，能真实地反映河道上下游水位关系，可用于河道水位的快速计算。
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【技术保护点】
1.一种基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，所述明渠恒定渐变流能量方程，包括：
3.根据权利要求2所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，所述相关关系函数为
8.一种基于能量守恒的水位推算装置，其特征在于，包括：
9.一种计算设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述基于能量守恒的水位推算方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，所述明渠恒定渐变流能量方程，包括：
3.根据权利要求2所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的基于能量守恒的水位推算方法，其特征在于，还包括：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明波，王含，徐长江，陈玺，欧阳硕，陈思恺，李伟伟，张冬冬，徐伟峰，白浩男，张泽，
申请(专利权)人：长江水利委员会水文局，
类型：发明
国别省市：
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