水库水动力特性的分区方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水库水动力特性的分区方法、装置、设备及介质。水库水动力特性的分区方法包括：在指定水情条件下，读取水库库区范围内的第一数量的断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，并基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，对第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域。基于每一个水动力特征区域中所包括的多个断面的空间位置信息，确定每一个水动力特征区域对应的区域类型。采用本发明专利技术，能够对水库沿程河道实现自动分区，且不依靠经验参数，更具有客观性和稳定性，可为水库实际运行调度提供技术支撑。技术支撑。技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
水库水动力特性的分区方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及水利工程
，具体涉及一种水库水动力特性的分区方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]河道型水库是指在河道上拦河筑坝形成的人工水库，具有防洪、发电、灌溉、航运等多种功能。由于河道型水库的河道区与湖泊区之间的界限会随着水库的运行条件的变化而变化。因此，准确识别河道型水库的河道区和湖泊区之间的动态边界，对水库平稳调度和安全运行有重要作用。
[0003]在现有的相关技术中，河道型水库的河道区与湖泊区边界之间的界定依赖于经验参数，所得到的分区结果受人为主观性影响较大。以坝前水位为基准，通过比较河道型水库的库尾断面处河道地形与坝前水位之间的关系，定性给出固化的静态边界或过渡区，进而区分河道型水库的河道区和湖泊。
[0004]但采用该种方式区分河道型水库与湖泊之间的界限，容易与实际河道型水库的运行情况存在偏差，并且分区结果随着经验参数的变化具有很大的波动范围，难以满足精细化调度的现实需求。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中对河道型水库的水动力特性分区客观性、稳定性不足的缺陷，提供一种水库水动力特性的分区方法、装置、设备及介质。
[0006]根据第一方面，本专利技术提供一种水库水动力特性的分区方法，所述方法包括：在指定水情条件下，分别读取水库库区范围内的第一数量的断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，得到多组沿程水面线数据，其中，每一组沿程水面线数据包括所述第一数量的断面在同一时刻下分别对应的水位数据；基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，其中，每一个水动力特征区域包括多个断面；根据每一个水动力特征区域中所包括的多个断面的空间位置信息，确定每一个水动力特征区域的空间位置范围；根据每一个水动力特征区域的空间位置范围，确定每一个水动力特征区域对应的区域类型。
[0007]在该方式中，在指定水情条件下，基于水库库区范围内的第一数量的断面在不同时刻下的水位数据，通过聚类处理，将沿程河道划分成第二数量的水动力特征区域，明确各个水动力特征区域，能够实现对水库沿程河道的自动分区，且不依靠经验参数，更具有客观性和可参考性，从而有助于后续对水库的平稳调度和安全运行提供重要技术支撑。
[0008]结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，所述基于每一个断面在指定时间区
间内不同时刻下的水位数据，对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，包括：获取由第二数量的高斯分布模型构成的高斯混合模型，其中，不同的高斯分布模型用于确定不同的水动力特征区域；基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用所述高斯混合模型对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到所述第二数量的水动力特征区域。
[0009]在该方式中，基于各断面在不同时刻下的水位变化，对各断面进行聚类处理，有助于避免人为分区的主观性干扰，使得到的分区结果更有助于贴合水库沿程河道的水情，进而使得到的水动力特征区域的预测结果更客观性和更具有合理性。
[0010]结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第二实施例中，所述基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用所述高斯混合模型对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，包括：逐个选择所述第二数量的高斯分布模型中的任一高斯分布模型作为目标高斯分布模型；基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用目标高斯分布模型计算分别计算每一个断面的高斯分布概率，确定所述第一数量的断面在所述目标高斯分布模型下的高斯分布情况；根据所述高斯分布情况，确定所述第一数量的断面中待聚合至目标水动力特征区域中的多个目标断面，所述目标水动力特征区域为与所述目标高斯分布模型相对应的动力特征区域；将所述多个目标断面聚合至所述目标水动力特征区域中，得到所述目标水动力特征区域。
[0011]结合第一方面，在第一方面的第三实施例中，所述方法还包括：根据每一个断面所属的水动力特征区域，分别对每一个断面进行标记；根据每一个断面的空间位置信息以及对应的标记，得到并输出所述水库的水动力特征区域分布图。
[0012]结合第一方面的第三实施例，在第一方面的第四实施例中，所述根据每一个断面所属的水动力特征区域，分别对每一个断面进行标记，包括：根据每一组沿程水面线数据的读取时刻，从所述多组沿程水面线数据中获取第一沿程水面线数据和第二沿程水面线数据，其中，所述第一沿程水面线数据为所述多组沿程水面线数据中读取时刻最早的沿程水面线数据，所述第二沿程水面线数据为所述多组沿程水面线数据中读取时刻最晚的沿程水面线数据；根据每一个断面所属的水动力特征区域，分别在所述第一沿程水面线数据中标记每一个断面，在所述第二沿程水面线数据中标记每一个断面。
[0013]结合第一方面，在第一方面的第五实施例中，所述方法还包括：从第三数量的水情条件中选择其中一个水情条件作为所述指定水情条件，其中，所述水情条件至少包括指定坝前水位以及指定来流流量数据。
[0014]结合第一方面的第五实施例，在第一方面的第六实施例中，所述方法还包括：根据目标水动力特征区域在所述第三数量中的每一个水情条件下的空间位置范
围，确定所述目标水动力特征区域在所述第三数量的水情条件下的空间位置范围变化；根据所述空间位置范围变化，调节所述目标水动力特征区域在所述水库沿程河道的空间位置范围。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第七实施例中，所述区域类型包括：河道区、过渡区、湖泊区中的至少一种。
[0016]根据第二方面，本专利技术提供还一种水库水动力特性的分区装置，所述装置包括：读取单元，用于在指定水情条件下，分别读取水库库区范围内的第一数量的断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，得到多组沿程水面线数据，其中，每一组沿程水面线数据包括所述第一数量的断面在同一时刻下分别对应的水位数据；聚类单元，用于基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，其中，每一个水动力特征区域包括多个断面；第一确定单元，用于根据每一个水动力特征区域中所包括的多个断面的空间位置信息，确定每一个水动力特征区域的空间位置范围；第二确定单元，用于根据每一个水动力特征区域的空间位置范围，确定每一个水动力特征区域对应的区域类型。
[0017]结合第二方面，在第二方面的第一实施例中，所述聚类单元包括：第一获取单元，用于获取由第二数量的高斯分布模型构成的高斯混合模型，其中，不同的高斯分布模型用于确定不同的水动力特征区域；聚类子单元，用于基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用高斯混合模型对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到所述第二数量的水动力特征。
[0018]结合第二方面的第一实施例，在第二方面的第二实施例中，所述聚类子单元包括：模型选取单元，用于逐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水库水动力特性的分区方法，其特征在于，所述方法包括：在指定水情条件下，分别读取水库库区范围内的第一数量的断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，得到多组沿程水面线数据，其中，每一组沿程水面线数据包括所述第一数量的断面在同一时刻下分别对应的水位数据；基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，其中，每一个水动力特征区域包括多个断面；根据每一个水动力特征区域中所包括的多个断面的空间位置信息，确定每一个水动力特征区域的空间位置范围；根据每一个水动力特征区域的空间位置范围，确定每一个水动力特征区域对应的区域类型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，包括：获取由第二数量的高斯分布模型构成的高斯混合模型，其中，不同的高斯分布模型用于确定不同的水动力特征区域；基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用所述高斯混合模型对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到所述第二数量的水动力特征区域。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用所述高斯混合模型对所述第一数量的断面进行聚类处理，得到第二数量的水动力特征区域，包括：逐个选择所述第二数量的高斯分布模型中的任一高斯分布模型作为目标高斯分布模型；基于每一个断面在指定时间区间内不同时刻下的水位数据，采用目标高斯分布模型计算分别计算每一个断面的高斯分布概率，确定所述第一数量的断面在所述目标高斯分布模型下的高斯分布情况；根据所述高斯分布情况，确定所述第一数量的断面中待聚合至目标水动力特征区域中的多个目标断面，所述目标水动力特征区域为与所述目标高斯分布模型相对应的动力特征区域；将所述多个目标断面聚合至所述目标水动力特征区域中，得到所述目标水动力特征区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据每一个断面所属的水动力特征区域，分别对每一个断面进行标记；根据每一个断面的空间位置信息以及对应的标记，得到并输出所述水库的水动力特征区域分布图。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据每一个断面所属的水动力特征区域，分别对每一个断面进行标记，包括：根据每一组沿程水面线数据的读取时刻，从所述多组...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋定国，刘伟，翟俨伟，戴会超，赵汗青，翟然，邹鹏，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：