山区路域涵洞设计流量的计算方法、装置、终端及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供基于径流仿真的山区路域涵洞设计流量的计算方法、装置、终端及介质，基于芝加哥雨型法计算规定重现期下的设计降雨时程数据；计算应用于径流仿真的流域水文模型参数；基于DEM的涵洞汇水区划分及水文空间参数计算；基于设计降雨情景与流域水文模型，进行涵洞汇水区径流过程仿真；基于径流仿真计算山区路域涵洞设计流量。本发明专利技术提出了涵洞设计流量安全阈值的概念；实现涵洞汇水区范围及水文空间参数的准确划分、计算；可自动、准确地计算过涵流量峰值，减少了人的非理性因素；细化了降雨时程变化对仿真结果的影响；可全面考虑多种下垫面因素对“降雨－径流”过程的影响，且水文模型参数唯一，便于采集、标定。

【技术实现步骤摘要】
山区路域涵洞设计流量的计算方法、装置、终端及介质
本专利技术涉及道路与铁路工程领域，特别是涉及基于径流仿真的山区路域涵洞设计流量的计算方法、装置、终端及介质。
技术介绍
山区公路与铁道的路基水毁与水损坏问题日益凸现，涵洞作为路域横向排水的主要水力结构，其泄洪能力不足可致洪水淹没涵洞并冲刷路基边坡，引发次生灾害；而过度保守的设计又造成公路建设资金的浪费。过涵设计流量作为涵洞结构水力计算的决定性指标，其准确计算是实现涵洞安全耐久、经济合理的基础。在我国现有涵洞排水设计规范中，对于路域水文分析以经验计算理论为主，无法表征下垫面及降雨的影响机理，下垫面的空间参数与降雨过程被高度概化，且计算过程中人的非理性因素干扰较大；基于二维图纸的公路汇水区域划分方法也较为随意，其水文空间参数计算误差较大，进而导致流域排水能力设计失真。因此，本领域亟需一种更有效的山区路域涵洞设计流量的计算方法。申请内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于径流仿真的山区路域涵洞设计流量的计算方法，其特征在于，包括：/n基于芝加哥雨型法计算规定重现期下的设计降雨时程数据；/n计算应用于径流仿真的流域水文模型参数；/n基于DEM的涵洞汇水区划分及水文空间参数计算；/n基于设计降雨情景与流域水文模型，进行涵洞汇水区径流过程仿真；/n基于径流仿真计算山区路域涵洞设计流量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于径流仿真的山区路域涵洞设计流量的计算方法，其特征在于，包括：
基于芝加哥雨型法计算规定重现期下的设计降雨时程数据；
计算应用于径流仿真的流域水文模型参数；
基于DEM的涵洞汇水区划分及水文空间参数计算；
基于设计降雨情景与流域水文模型，进行涵洞汇水区径流过程仿真；
基于径流仿真计算山区路域涵洞设计流量。


2.根据权利要求1所述的山区路域涵洞设计流量的计算方法，其特征在于，所述基于芝加哥雨型法计算规定重现期下的设计降雨时程数据，包括：
基于暴雨强度公式构建芝加哥雨型法，并通过引入雨峰位置系数来描述暴雨峰值发生的时刻；
利用所述芝加哥雨型法将降雨历时时间序列分为峰前和峰后两部分，并分别计算雨峰前瞬时降雨强度和雨峰后降雨强度；
基于计算所得的峰前瞬时强度、峰后瞬时强度、雨峰位置系数，计算芝加哥雨型各时段的累积降雨量及平均降雨量，进而得到各时段的平均降雨强度，并确定规定重现期下降雨历时的雨量历时数据。


3.根据权利要求1所述的山区路域涵洞设计流量的计算方法，其特征在于，所述计算应用于径流仿真的流域水文模型参数，包括：
采用SCS水文模型作为所述应用于径流仿真的流域水文模型，并确定土壤水文组与土地利用状况；
在确定土壤水文组、地表植被类型、土地管理措施和水文状况后，查找对应土壤中等湿润状况；
根据土壤含水量调节CN值；
基于网络地图服务分别加载土壤分类及土地利用图层，进行面积加权计算以得到涵洞汇水区内总体CN值。


4.根据权利要求1所述的山区路域涵洞设计流量的计算方法，其特征在于，所述基于DEM的涵洞汇水区划分及水文空间参数计算，包括：
基于数字摄影测量和遥感方法，获取山区公路完整路域的高精度高程点数据，并据以建模形成栅格型DEM模型；
将DEM数据加载至网络地图服务中，对现有DEM中存在的平坦和闭合区域进行填洼处理，并采用最大坡降单流向算法计算水流方向及汇流累积量，并与实际河沟地貌相匹配来动态调整集水阈值，以形成符合实际情景的水系网；
在流经网络图层上叠加该公路路线走向，路线与水系相互切割处为涵洞重点布设位置，以此为出水口，利用反向搜索技术确定涵洞控制汇水区的边界；
利用网络地图服务中的GIS模块自动计算并提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌建明，任亮，满立，钱劲松，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31