基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型、方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型、方法，属于水利数据处理技术领域，该分析模型、方法能够有效计算融冰期间由于冰融化产生的水量，从而能够实时判断河流径流大小，方便水资源调配等工作，本发明专利技术中的分析模型是基于结冰体积计算融冰水量，结冰体积通过结冰面积与过水面积之间的比例关系得到或者通过结冰横截面积与河流长度之间的乘积得到，通过结冰面积不同的计算方法得到不同的融冰水量，从而适用不同的作业环境，本发明专利技术中通过结冰面积与过水面积之间的比例关系得到的结冰体积，再通过结冰厚度得到融冰水量的上限值与下限值，通过结冰横截面积与河流长度得到结冰体积，从而能够得到精准的融冰水量，使用范围较广。使用范围较广。使用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型、方法


[0001]本专利技术属于属于水利数据处理
，具体地说，涉及一种基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型、方法。

技术介绍

[0002]我国北方地区纬度较高，在冬季易发生高寒天气造成北方地区的河流结冰从而导致径流变小，在春季融冰的时候径流增大，因此，在高寒地区不同的季节容易导致河流径流发生较大的变化，另外，北方水资源稀缺，在春季耕种期间需要引水灌溉以及国家水利工程的需要，北方河流的水量调度工作尤为重要，因此，融冰期间需要计算融冰产生的水量，以便于后期的水量调度以及配置。
[0003]现有技术中，为了后期水量调度工作，在结冰期对河流进行遥感监测以获得影像数据，从影像数据判断河流的过水面积，河流的结冰面积主要通过统计资料统计的河流面积扣除过水面积得到，从而判断冬季的结冰量以实现后期融冰期间水量的计算。
[0004]虽然上述的方式能够粗略判断处结冰期间河流的结冰面积，再计算结冰量从而后期能够计算出融冰的水量，但是，上述的方式在使用中还存在较大的缺陷：由于统计的河流面积为固定值，但是河流面积由于水利工程以及其他因素的发生容易发生改变，而采用固定的河流面积扣除实时发生变化的过水面积计算得到结冰面积是不准确的，从而导致后期计算的水量与实际不相符，影响后期的水量调度与配置工作。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]为解决现有技术中融冰期间融冰水量计算不准确的问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型，该模型用于分析冰融化后得到的水量，该模型是基于冰的体积以及密度融化后得到的水量，具体的模型如下：
[0008]Q＝V
冰
×
ρ
冰
/ρ
水
；其中，
[0009]Q为冰融化后得到的水量；
[0010]V
冰
为冰的体积；
[0011]ρ
冰
为冰的密度，其值为900kg/m3；
[0012]ρ
水
为水的密度，其值为1000kg/m3。
[0013]优选的，上述分析模型中，冰的体积是通过结冰面积与结冰厚度通过如下模型得到：
[0014]V
冰
＝A
冰
×
l
冰
；其中，
[0015]A
冰
为河流的结冰面积；
[0016]l
冰
为河流的结冰厚度。
[0017]优选的，上述分析模型中，
[0018]河流的结冰面积A
冰
是基于河流的过水面积S与比例系数得到，其中，结冰面积A
冰
和过水面积S之间的线性关系为：
[0019]A
冰
＝u
×
S，其中，
[0020]A
冰
为河流的结冰面积；
[0021]S为河流的过水面积；
[0022]u为比例系数，取常数0.38。
[0023]优选的，上述分析模型中，比例系数u通过加权方式进行修正，得到修正系数k，修正系数k是通过各结冰月份的月均温度与总结冰月份的平均温度的比值，通过各月的修正系数对各月的结冰面积与过水面积进行修正得到最终各月的结冰面积A
冰
。
[0024]优选的，上述分析模型中，冰的体积是基于河流的结冰横截面积与河流的长度通过如下模型得到：
[0025]V
冰
＝2A
冰
'
×
L，其中；
[0026]A
冰
'为河流结冰的横截面积；
[0027]L为河流长度。
[0028]优选的，上述分析模型中，河流结冰的横截面积是基于积分概念对结冰厚度进行积分通过如下模型得到：
[0029]其中，
[0030]f(x)为结冰的厚度与结冰宽度之间的线性关系函数；
[0031]x为结冰的宽度。
[0032]本专利技术另一目的是提供上述分析模型的分析方法，具体步骤如下：
[0033]通过遥感技术获得河流的过水面积；
[0034]根据过水面积与结冰面积之间的线性比例关系得到河流的结冰面积；
[0035]根据河流的结冰面积与结冰厚度得到结冰体积，根据上述的分析模型得到融冰后的水量。
[0036]优选的，上述分析方法中，还包括如下步骤：
[0037]结冰面积与过水面积之间的线性比例关系通过加权方式进行修正，具体修正方法如下：
[0038]结冰期各月的月均温度与总结冰期月份的平均温度的比值得到修正系数，修正系数对各月的结冰面积进行修正得到修正后的结冰面积。
[0039]本专利技术还一个目的是提供上述分析模型的分析方法，具体步骤如下：
[0040]通过探测分析结冰宽度与结冰厚度之间的线性关系函数f(x)；
[0041]根据线性关系函数以及积分模型得到结冰横截面积，通过结冰横截面积与河流长度得到结冰体积，根据上述的分析模型得到融冰后的水量。
[0042]优选的，上述分析方法中，积分模型具体的是线性关系函数f(x)的积分值与结冰宽度的乘积为河流结冰的横截面积A
冰
'。
[0043]有益效果
[0044]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0045]本专利技术提供了一种通过结冰体积计算得到融冰期间的水量，从而能够方便作业人员根据融冰水量分析融冰期间的河流径流，从而能够进行实时预判和分析根据河流的径流大小调整水资源配置等工作，一方面有助于水利工程的顺利实施，另一方面也保障了春季春耕作业的顺利进行。
[0046]本专利技术中的通过分析模型分析得到融冰水量，分析模型分为通过结冰面积与过水面积之间的线性关系得到结冰体积，或通过结冰横截面积与河流长度得到结冰体积，不同的分析模型适用于不同的作业环境，通过结冰面积与过水面积之间的线性关系分析结冰体积可以得到融冰期间水量的最大值与最小值，通过结冰横截面积与河流长度可以精准得到融冰水量，从而适用不同的作业环境，实用性强。
[0047]本专利技术还提供了上过上述分析模型进行分析融冰期间通过融冰得到水量的分析方法，通过该分析方法能够有效分析融冰产生的水量，从而能够保障作业人员顺利作业，具有较强的应用前景。
附图说明
[0048]图1为实施例1中模型拟合用正义峡站至大墩门站遥感监测图像；
[0049]图2为实施例1中模型拟合用大墩门站至哨马营站遥感监测图像；
[0050]图3为实施例1中模型拟合用哨马营站至狼心山站遥感监测图像；
[0051]图4为根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型，该模型用于分析冰融化后得到的水量，其特征在于，该模型是基于冰的体积以及密度融化后得到的水量，具体的模型如下：Q＝V
冰
×
ρ
冰
/ρ
水
；其中，Q为冰融化后得到的水量；V
冰
为冰的体积；ρ
冰
为冰的密度，其值为900kg/m3；ρ
水
为水的密度，其值为1000kg/m3。2.根据权利要求1所述的基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型，其特征在于：冰的体积是通过结冰面积与结冰厚度通过如下模型得到：V
冰
＝A
冰
×
l
冰
；其中，A
冰
为河流的结冰面积；l
冰
为河流的结冰厚度。3.根据权利要求2所述的基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型，其特征在于：河流的结冰面积A
冰
是基于河流的过水面积S与比例系数得到，其中，结冰面积A
冰
和过水面积S之间的线性关系为：A
冰
＝u
×
S，其中，A
冰
为河流的结冰面积；S为河流的过水面积；u为比例系数，取常数0.38。4.根据权利要求3所述的基于高寒地区冬季河流融冰水量分析模型，其特征在于：比例系数u通过加权方式进行修正，得到修正系数k，修正系数k是通过各结冰月份的月均温度与总结冰月份的平均温度的比值，通过各月的修正系数对各月的结冰面积与过水面积进行修正得到最终各月的结冰面积A
冰
。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高喆，董国涛，杜得彦，畅祥生，廉耀康，范正军，李凯，张震域，赵沛，
申请(专利权)人：黑河水资源与生态保护研究中心，
类型：发明
国别省市：