[發(fā)明專利]渠道水深設(shè)計(jì)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710571101.8
• 申請(qǐng)日: 2017-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN107313410B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周光濤;邢宇良;文繼娟;戴春勝;宋長(zhǎng)虹;張作勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): E02B13/00
• 分類號(hào): E02B13/00
• 代理公司: 11138 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 江崇玉<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.一種渠道末端水深優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟a，獲取渠道的曼寧糙率系數(shù)、水力半徑和渠道末端設(shè)計(jì)水深；

步驟b，根據(jù)所述曼寧糙率系數(shù)、所述水力半徑和預(yù)設(shè)水力坡度，計(jì)算所述渠道的沿程水深損失；

步驟c，根據(jù)所述渠道末端設(shè)計(jì)水深和所述沿程水深損失，計(jì)算所述渠道的優(yōu)化后渠道末端水深；

步驟d，計(jì)算所述渠道末端設(shè)計(jì)水深與所述優(yōu)化后渠道末端水深之間的相對(duì)誤差；

步驟e，當(dāng)所述相對(duì)誤差大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，對(duì)所述預(yù)設(shè)水力坡度進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后水力坡度替換所述預(yù)設(shè)水力坡度，并轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟b；

步驟f，當(dāng)所述相對(duì)誤差小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則判定所述預(yù)設(shè)水力坡度為符合優(yōu)化目標(biāo)的水力坡度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b中，根據(jù)所述曼寧糙率系數(shù)、所述水力半徑和預(yù)設(shè)水力坡度，計(jì)算所述渠道的沿程水深損失，包括：

按照所述曼寧糙率系數(shù)、所述水力半徑、預(yù)設(shè)水力坡度，以及沿程水深損失相關(guān)的第一計(jì)算公式，計(jì)算所述渠道的沿程水深損失；

其中，所述第一計(jì)算公式為：

其中，所述h_f為所述渠道的沿程水深損失，所述λ是所述渠道的沿程阻力系數(shù)，所述R為所述渠道的水力半徑，所述l為所述渠道的長(zhǎng)度，所述v為所述渠道中水流的流速，所述g為重力加速度，所述J為所述預(yù)設(shè)水力坡度，所述C為謝才系數(shù)，所述n為曼寧糙率系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟d中，計(jì)算所述渠道末端設(shè)計(jì)水深與所述優(yōu)化后渠道末端水深之間的相對(duì)誤差，包括：

按照所述渠道末端設(shè)計(jì)水深和所述沿程水深損失以及相對(duì)誤差相關(guān)的第二計(jì)算公式，計(jì)算所述渠道末端設(shè)計(jì)水深與所述優(yōu)化后渠道末端水深之間的相對(duì)誤差；

其中，所述ARE為所述渠道末端設(shè)計(jì)水深與所述優(yōu)化后渠道末端水深之間的相對(duì)誤差，所述h_d為所述優(yōu)化后渠道末端水深，所述h為所述渠道末端設(shè)計(jì)水深。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟e中，當(dāng)所述相對(duì)誤差大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，對(duì)所述預(yù)設(shè)水力坡度進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后水力坡度替換所述預(yù)設(shè)水力坡度，并轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟b，包括：

當(dāng)所述相對(duì)誤差大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用遺傳算法對(duì)所述預(yù)設(shè)水力坡度進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后水力坡度替換所述預(yù)設(shè)水力坡度，并轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟b。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述所述的方法，其特征在于，所述判定所述預(yù)設(shè)水力坡度為符合優(yōu)化目標(biāo)的水力坡度之后，所述方法還包括：

根據(jù)所述符合所述優(yōu)化目標(biāo)的水力坡度和所述渠道的優(yōu)化后渠道末端水深，得到所述渠道的總跌坎高度；

將所述總跌坎高度除以預(yù)設(shè)的每段跌坎的高度，得到所述渠道的跌坎數(shù)量。

6.一種渠道水深優(yōu)化裝置，其特征在于，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取渠道的曼寧糙率系數(shù)、水力半徑和渠道末端設(shè)計(jì)水深；

第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述曼寧糙率系數(shù)、所述水力半徑和預(yù)設(shè)水力坡度，計(jì)算所述渠道的沿程水深損失；

第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述渠道末端設(shè)計(jì)水深和所述沿程水深損失，計(jì)算所述渠道的優(yōu)化后渠道末端水深；

第三計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述渠道末端設(shè)計(jì)水深與所述優(yōu)化后渠道末端水深之間的相對(duì)誤差；

優(yōu)化模塊，用于當(dāng)所述相對(duì)誤差大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，對(duì)所述預(yù)設(shè)水力坡度進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后水力坡度替換所述預(yù)設(shè)水力坡度，并執(zhí)行所述根據(jù)所述曼寧糙率系數(shù)、所述水力半徑和預(yù)設(shè)水力坡度，計(jì)算所述渠道的沿程水深損失的步驟；

判定模塊，用于當(dāng)所述相對(duì)誤差小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則判定所述預(yù)設(shè)水力坡度為符合優(yōu)化目標(biāo)的水力坡度。