【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及平原网河区域水资源水环境调控领域，为感潮河段支流口门利用自然潮差开展引排水调度提供一种流量精准计算方法。
技术介绍
1、感潮河段受径流和潮流的共同影响，具有明显潮差，支流口门多建有节制闸，利用自然潮差进行河网区域的引排水调控。涨潮情形下，内河水位低于外江水位时引水，落潮情形下，内河水位高于外江水位时排水，其中内河外江水头差是控制引排流量的关键性因素。外江侧水位受潮汐控制，内河侧水位需要通过监测获得，由于内河侧引排水时尤其是引水时内河水位上升过快，流态紊乱，内河水位难以精准监测，从而引排流量难以精准计算和控制，影响工程安全及引排效益的充分发挥。如何精准计算感潮河段口门引排流量过程，是目前工程引排调度面临的难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于补偿水头差的感潮河段口门引排流量过程的计算方法。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、包括如下步骤：
4、一种基于补偿水头差的感潮河段口门引排流量过程的计算方法，包括：
5、建立感潮河段二维径潮流水动力数学模型，计算口门节制闸外江侧的水位过程h1；
6、利用水位计获取引水过程、排水过程的内河水位过程h2；
7、基于获取的外江侧、内河水位过程，利用堰流公式分别计算t日内引水流量过程、排水流量过程，并分别计算日最大引水流量、日最大排水流量与对应实测流量的日流量偏差及t日内平均流量偏差；
8、基于平均流量偏差的正负
9、对引水和排水流量过程分别建立各补偿水头差与对应方差的相关关系，以方差最小为原则确定最适宜的补偿水头差，修正堰流公式。
10、作为一种优选的实施方式，基于三角形及四边形混合无结构网格方法，构建感潮河段二维径潮流水动力数学模型，模型范围涵盖三个以上水文站点，首水文站点提供模型进口边界条件，末水文站点提供模型出口边界条件，中间水文站点提供模型的验证数据；模型完成验证后，选择节制闸引水/排水工况时段，利用该模型计算口门节制闸外江侧的引水/排水工况时期水位过程。
11、作为一种优选的实施方式，模型范围口门以上长度不小于3倍河宽，口门以下长度不小于2倍河宽，从而保证模拟区域水流不受进出口边界的影响。
12、作为一种优选的实施方式，模型求解时，对流项采用roe格式的近似riemann解离散，底坡源项采用迎风特征分解离散，其它源项采用半隐式离散，并利用空间重构和两步runge-kutta法，得到时空均为二阶精度的离散方程，从而求解。该求解方式可以实现模型整体稳定高效求解。
13、作为一种优选的实施方式，所述水位计安装于节制闸内河侧，水位计位置远离不良流态区。
14、作为一种优选的实施方式，所述日流量偏差采用日最大流量偏差值表征。
15、作为一种优选的实施方式，平均流量偏差＞0时，确定补偿水头差的范围为0～(h1-h2)；平均流量偏差＜0时，确定补偿水头差的范围为0～-(h1-h2)。
16、作为一种优选的实施方式，设置的系列补偿水头差中，各补偿水头差的差值为0.01m，保证补偿水头差的精度。
17、作为一种优选的实施方式，利用修正堰流公式计算修正流量过程；其中ε是侧收缩系数、δ是淹没系数、q是流量系数、x是闸门开孔数、b是堰顶过水净宽，g是重力加速度，δh是所述补偿水头差。
18、作为一种优选的实施方式，基于引水和排水流量过程各补偿水头差与对应方差建立相关关系曲线，查找曲线上方差最小值，以方差最小值对应的补偿水头差作为对应引水/排水流量过程的最适宜的补偿水头差。
19、本专利技术针对感潮河段利用涨落潮自行引排水过程中流态复杂，从而导致感潮口门引排流量过程难以精准计算的难题，提出了修正堰流计算公式，实现感潮河段口门流量精准计算。
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1.一种基于补偿水头差的感潮河段口门引排流量过程的计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于三角形及四边形混合无结构网格方法，构建感潮河段二维径潮流水动力数学模型，模型范围涵盖三个以上水文站点，首水文站点提供模型进口边界条件，末水文站点提供模型出口边界条件，中间水文站点提供模型的验证数据；模型完成验证后，选择节制闸引水/排水工况时段，利用该模型计算口门节制闸外江侧的引水/排水工况时期水位过程。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，模型范围口门以上长度不小于3倍河宽，口门以下长度不小于2倍河宽。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模型求解时，对流项采用Roe格式的近似Riemann解离散，底坡源项采用迎风特征分解离散，其它源项采用半隐式离散，并利用空间重构和两步Runge-Kutta法，得到时空均为二阶精度的离散方程，从而求解。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水位计安装于节制闸内河侧，水位计位置远离不良流态区。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，平均流量偏差＞0时，确定补偿水头差的范围为0～(H1-H2)；平均流量偏差＜0时，确定补偿水头差的范围为0～-(H1-H2)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置的系列补偿水头差中，各补偿水头差的差值为0.01m。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用修正堰流公式计算修正流量过程；其中ε是侧收缩系数、δ是淹没系数、q是流量系数、x是闸门开孔数、b是堰顶过水净宽，g是重力加速度，ΔH是所述补偿水头差。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于引水和排水流量过程各补偿水头差与对应方差建立相关关系曲线，查找曲线上方差最小值，以方差最小值对应的补偿水头差作为对应引水/排水流量过程的最适宜的补偿水头差。
...【技术特征摘要】
1.一种基于补偿水头差的感潮河段口门引排流量过程的计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于三角形及四边形混合无结构网格方法，构建感潮河段二维径潮流水动力数学模型，模型范围涵盖三个以上水文站点，首水文站点提供模型进口边界条件，末水文站点提供模型出口边界条件，中间水文站点提供模型的验证数据；模型完成验证后，选择节制闸引水/排水工况时段，利用该模型计算口门节制闸外江侧的引水/排水工况时期水位过程。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，模型范围口门以上长度不小于3倍河宽，口门以下长度不小于2倍河宽。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模型求解时，对流项采用roe格式的近似riemann解离散，底坡源项采用迎风特征分解离散，其它源项采用半隐式离散，并利用空间重构和两步runge-kutta法，得到时空均为二阶精度的离散方程，从而求解。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李寿千，张芮，吴攀，陆永军，朱明成，周小荣，邱嶺，徐兴锋，王志力，黄伟，周诗欢，王嘉君，胡睿，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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