基于栅格的不规则断面水深–流量关系曲线确定方法VIP免费

JournalofWaterResourcesResearch水资源研究,2013,2,109-113doi:10.12677/jwrr.2013.22016PublishedOnlineApril2013(http://www.hanspub.org/journal/jwrr.html)Grid-BasedDeterminationMethodforWaterDepth-DischargeCurveoftheIrregularCross-Section*FangluZhou1,JinbaiHuang2#,BinWang31DaqingSongnenProjectManagementOffice,Daqing2DepartmentofWaterScienceandEngineering,YangzhouUniversity,Yangzhou3DepartmentofWaterConservancyandCivilEngineering,NortheastAgriculturalUniversity,HarbinEmail:#huangjinbaihyy@yahoo.cnReceived:Feb.17th,2013;revised:Mar.1st,2013;accepted:Mar.19th,2013Copyright©2013FangluZhouetal.ThisisanopenaccessarticledistributedundertheCreativeCommonsAttributionLicense,whichpermitsunrestricteduse,distribution,andreproductioninanymedium,providedtheoriginalworkisproperlycited.Abstract:Mostofthecross-sectionformofthenaturalriverchannelisirregularandthestage-dischargecurve(h~Qcurve)ishigher-orderimplicitfunctionwhichcausesthedifficultiesinderivingcurvedirectly.Inthisstudy,thesectionalformwasdeterminedbycrossingsectionmeasurement,andtheflowareacorre-spondingtothedifferentwaterdepthwasestimatedbynumberofgridwhichwasinsertedintheadoptedcross-section.Theparametersusedincalculationwerecalibratedthroughlevelingsurveyandexperiment,andthestage-dischargewasachievedbycalculation,thereforeapracticablemethodwasprovidedforflowcalculationunderthevariousirregularsectionsofhydrology.Keywords:IrregularCross-Section;Grid;WaterDepth-DischargeCurve基于栅格的不规则断面水深–流量关系曲线确定方法*周方录1，黄金柏2#，王斌31大庆市松嫩工程管理处，大庆2扬州大学水科学与工程学院，扬州3东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨Email:#huangjinbaihyy@yahoo.cn收稿日期：2013年2月17日；修回日期：2013年3月1日；录用日期：2013年3月19日摘要：天然渠道断面大多是不规则的，水深–流量关系多为高阶隐函数，直接绘制比较困难。本文引入栅格，基于断面测量确定选定断面的形状，以在选定断面上插入栅格的数量推求不同水深的过流面积，通过水准测量及试验等方法率定计算参数，计算确定水深–流量的关系曲线。为水文学上在不规则断面下的流量计算提供一种可用的方法。关键词：不规则断面；栅格；水深–流量关系曲线1.引言水力学中有许多函数曲线是关于未知数的高阶隐函数，如水深–流量hQ关系曲线，直接绘制这些曲线一般很难[1]。水位流量关系是水利水电工程规划设计的基本依据，水文观测资料证明，河道中任何断面的水位与流量关系，都不是单一曲线，而是一多值对应的曲线族[2]。天然河道中的水流经常是不恒定的，流量一般随时间而变化。在水文资料的*基金项目：国家自然科学基金(41271046)。#通讯作者。作者简介：黄金柏(1974-)，男，汉族，副教授，博士，硕士研究生指导教师，扬州大学水利科学与工程学院&东北农业大学水利与建筑学院，研究方向为水文水资源，数字流域以及干旱地环境科学等。Copyright©2013Hanspub109周方录，等：基于栅格的不规则断面水深–流量关系曲线确定方法第2卷·第2期整理中，通常是根据实测水位、流量资料，建立水位流量的关系曲线，通过水位流量关系曲线，可把水位变化过程转换成相应的流量变化过程，并进一步求得各种统计特征值，以供国民经济各部门及工程规划设计应用[3]。由于天然河道断面情况、工程情况、资料情况以及洪水特性等的不同，在具体项目中，往往需要结合工程实际，选择适宜的资料和方法拟定水位流量关系[4]。有关确定(拟合)断面水深–流量关系的研究有很多，戴凌全等(2010)利用最小二乘法推算了河流的水深流量关系[5]；潘道宏等(2010)用遗传算法求解最小二乘支持向量机参数，再将最小二乘支持向量机应用于水位流量关系拟合[6]；程银才等(2011)采用多层递阶和回归分析相结合的方法，对稳定水位流量关系曲线进行了高水延长计算[7]；王燕...