一种基于数字孪生的水利工程管理方法和系统与流程

1.本技术涉及水利工程管理领域，尤其是涉及一种基于数字孪生的水利工程管理方法和系统。


背景技术：

2.水库是用于防洪的工程措施之一，通常是在防洪区上游河道上建立能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。
3.水库的出水口主要分为溢洪道、引水口、闸门以及放空孔。溢洪道用于在水库水位超过水位阈值时，通过溢流将多余的水流出。引水口用于将水库的水排出，引水口连通的排水通道上设置电机，由电机依据排出的水来进行发电。闸门用于在水库库容无法继续蓄洪时，将水库中的水排出，闸门是相较于溢洪道、引水口以及放空孔来说排水量最大的出水口。放空孔位于水库的底部，用于排除水库底部的沉淀物或进行维修保养时排空水库。
4.由上述可知，在水库的各个出水口互相配合下，保障了水库安全稳定的运行。然而，现有技术中缺乏对出水口的安全监测，尤其是水流冲击对其造成的损伤监测，使得难以及时发现和定位受损的出水口，从而给水库运行带来安全隐患。


技术实现要素：

5.本技术提供一种基于数字孪生的水利工程管理方法和系统，具有快速定位受损的出水口的特点。
6.本技术目的一是提供一种基于数字孪生的水利工程管理方法。
7.本技术的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种基于数字孪生的水利工程管理方法，包括：依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，所述出水口模型包括多个出水口，所述目标出水口为出水口模型中的至少一个出水口；根据所述出水数据得到目标出水口的损伤分值；根据所述损伤分值生成评估结果。
8.通过采用上述技术方案，本技术能够依据进水量从目标出水口模型中确定出目标出水口，再依据目标出水口的出水数据计算出水数据对目标出水口造成的损伤分值，最后依据损伤分值生成评估结果。由此可知，本技术能够监控目标出水口的损伤分值，对目标出水口的损伤程度进行评估，从而快速定位出受损的目标出水口，以便于进行预警。
9.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述出水数据包括出水量、水流速度和水流密度；所述根据所述出水数据得到目标出水口的损伤分值，包括：根据所述水流速度和所述水流密度得到冲击强度值；根据所述出水量的流向和所述冲击强度值得到损伤分值。
10.通过采用上述技术方案，本技术依据水流速度、水流密度以及出水量的流向得到损伤分值，从而为评估目标出水口的损伤程度提供数据支持。同时，由于计算损伤分值包括水流速度、水流密度以及出水量的流向等多个要素，保障了计算所得的损伤分值的准确度。
11.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述水流速度和所述水流密度得到冲击强度值，包括：f=ρ*a*v^2；其中，f 是冲击强度值，ρ是水流密度，a是目标出水口的受力面积，v是水流速度。
12.通过采用上述技术方案，依据水流速度、水流密度以及目标出水口的受力面积得到冲击强度值，从而为计算损伤分值提供数据支持。同时，由于计算冲击强度值包括水流速度、水流密度以及目标出水口的受力面积等多个要素，保障了计算所得的冲击强度值的准确度。
13.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述方法还包括：依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积。
14.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述目标出水口的几何形状包括矩形；当所述目标出水口的几何形状为矩形时，依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积，包括：获取目标出水口的直径和目标出水口的圆心，以所述圆心为原点且所述直径为所述圆心的半径重新画圆得到总面积；将所述总面积减去在所述总面积所在的平面上，所述目标出水口占用的面积得到受力面积。
15.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述目标出水口的几何形状包括正梯形；当所述目标出水口的几何形状为正梯形时，依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积，包括：计算目标出水口斜面的面积，以所述斜面的面积作为受力面积。
16.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述目标出水口的几何形状包括倒梯形；当所述目标出水口的几何形状为倒梯形时，依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积，包括：获取目标出水口的圆心和斜面的斜边长度，以所述圆心为原点且所述斜边长度为所述圆心的半径画圆得到面积c；将面积c减去在所述面积c所在的平面上，所述目标出水口占用的面积得到受力面积。
17.通过采用上述技术方案，本技术能够根据目标出水口不同的几何形状，对应的提供一种计算目标出水口受力面积的方法，从而为计算得到准确的目标出水口受力面积提供数据支持。同时，本技术能够适用于多种不同几何形状的目标出水口，从而提高了本技术的实用性。
18.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述出水量的流向和所述冲
击强度值得到损伤分值，包括：s=fcosq；其中，f 是冲击强度值，q为进水量的流向与目标进水口的轴心线的夹角，也称为出水量的流向，且0
°
《q≤90
°
。
19.通过采用上述技术方案，由于出水量的流向能够影响出水量对目标出水口的冲击方向，所以本技术在计算损伤分值时考虑了出水量的流向，进一步提高了计算所得的损伤分值的准确度。
20.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据之前，所述方法还包括：计算所述进水量；所述计算所述进水量，包括：依据进水口连通的河道数量及每一条河道的地势和河道所经过的土质的渗水量得到第一入水量；根据水库的占地面积得到第二入水量；根据水库周围的土质渗水量得到第三入水量；根据第一入水量、第二入水量以及第三入水量得到进水量。
21.通过采用上述技术方案，进水量的来源包括第一入水量、第二入水量以及第三入水量，从而为计算得到准确的进水量提供数据支持。
22.本技术目的二是提供一种基于数字孪生的水利工程管理系统。
23.本技术的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种基于数字孪生的水利工程管理系统，包括：数据处理模块，用于依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，所述出水口模型包括多个出水口，所述目标出水口为出水口模型中的至少一个出水口；数据计算模块，用于根据所述出水数据得到目标出水口的损伤分值：数据生成模块，用于根据所述损伤分值生成评估结果。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：首先，依据水流速度、水流密度以及目标出水口的受力面积得到冲击强度值，由于计算冲击强度值包括水流速度、水流密度以及目标出水口的受力面积等多个要素，保障了计算所得的冲击强度值的准确度；其次，再依据水流速度、水流密度以及出水量的流向得到损伤分值，由于计算损伤分值包括水流速度、水流密度以及出水量的流向等多个要素，保障了计算所得的损伤分值的准确度；最后，本技术能够依据损伤分值生成评估结果，即能够监控目标出水口的损伤分值，对目标出水口的损伤程度进行评估，从而快速定位出受损的目标出水口，以便于进行预警。
附图说明
25.图1是本技术的实施例的示例性运行环境的示意图。
26.图2是本技术实施例的基于数字孪生的水利工程管理方法的流程图。
27.图3是本技术方法实施例的目标出水口的几何形状呈矩形时的示例图。
28.图4是本技术方法实施例的目标出水口的几何形状呈正梯形时的示例图。
29.图5是本技术方法实施例的目标出水口的几何形状呈倒梯形时的示例图。
30.图6是本技术的实施例的一种基于数字孪生的水利工程管理系统的方框图。
31.附图标记说明：10、水库；20、气象检测系统；30、地理信息系统；40、水库dcs系统；50、水库监测系统；51、数据处理模块；52、数据计算模块；53、数据生成模块。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.图1示出了能够在其中实现本技术的实施例的示例性运行环境的示意图，该运行环境包括水库10、气象检测系统20、地理信息系统30、水库dcs系统40以及水库监测系统50。
34.其中，水库10包括进水口、大坝以及开设在大坝上的出水口，出水口又因为作用不同而被划分为溢洪道、引水口、闸门以及放空孔等。进水口将山体、河道的水引流至大坝筑起的库容内，出水口则将库容内的水排出，以保持库容内的水量平衡。
35.气象检测系统20能够预测水库10所在的区域未来降雨量，而地理信息系统30（geographic information system或 geo－information system，gis）内存储有水库10的地理数据，地理数据包括水库10周围山体的地势、水库10周围山体的土质类型以及水库10占地面积等数据。需要说明的是，不同类型的土质的渗水量不同。
36.水库dcs系统40由多种类型的传感器组成，如由水流量传感器、水质监测传感器、水位监测传感器等智能器件组成的水库dcs系统40。水库dcs系统40能够采集水库10的水量数据，如进水量、出水量、出水口排水速度等数据。图1中，将气象检测系统20、地理信息系统30、水库dcs系统40分别与水库10的对应关系采用实线表示。
37.水库监测系统50分别与气象检测系统20、gis系统、水库dcs系统40通过无线网络通信连接，图1中用虚线表示该连接关系。无线网络可以是基于4g网络或5g网络等通信的广域性物联网系统，也可以是局域性的物联网。水库监测系统50从气象检测系统20中获取水库10所在的区域未来降雨量，从gis系统获取水库10的地理数据，还从水库dcs系统40获取水库10的水量数据，从而为分析水流冲击对出水口造成的损伤提供数据支持。
38.需要说明的是，图1所示的运行环境仅是解释性的，绝不是为了限制本发明实施例的应用或用途。例如，该运行环境中可以包括多个水库10，而水库监测系统50可以用于同时监测多个水库10的出水口的损伤程度。
39.图2示出了根据本技术实施例的基于数字孪生的水利工程管理方法的流程图，该方法的主要流程描述如下。
40.步骤s100、依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据。
41.水库监测系统50采用数字孪生技术，并利用地理数据和水量数据建立与水库10相同的3d水库，并存储在水库监测系统50中，以便于水库监测系统50在获取到水库10所在的区域未来降雨量时，在3d水库中模拟水库10的各个出水口的出水数据，并根据各个出水口的出水数据来分析出水数据对出水口造成的损伤。
42.在一个具体的示例中，水库监测系统50实时获取水库10所在区域的未来降雨量，并设定有降雨量阈值。当所获取的未来降雨量达到降雨量阈值时，水库监测系统50进入启动监测状态，即水库监测系统50依据未来降雨量计算进水量，再依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，具体的计算过程如步骤s110-步骤s130所示：步骤s110、依据未来降雨量计算进水量。
43.首先，确定水库10的进水口连通的河道数量，然后根据每一条河道的地势以及河道所经过的土质的渗水量，计算在未来降雨量的情况下，最终能够汇入进水口的进水量，并将该进水量称为第一入水量。需要说明的是，每一条河道的地势影响进入进水口中的进水量可以通过有限次的试验而得，而河道所经过的土质的渗水量则可以通过该土质的类型而得，因为不同的土质的渗水量不同，导致进入河道的水量也不相同。
44.然后，再根据水库10的占地面积，计算在未来降雨量的情况下，从天空直接进入水库10中的进水量，并将该进水量称为第二入水量。同时，还根据水库10周围的土质渗水量，计算得到水库10的流失量或者进入量，即在水库10周围的土质吸水饱和的情况下，将会将多余的水排入库容中；而在水库10周围的土质吸水未饱和的情况下，将会将库容中的水排出，此时，水库10的水将处于流失状态。本技术也将水库10周围的土质渗水量成为第三入水量。
45.最后，计算第一入水量、第二入水量、第三入水量的总和，该总和即为水库10在未来降雨量的情况下的进水量。需要说明的是，在第三入水量是流失量时，第三入水量为负值，此时水库10的进水量=第一入水量+第二入水量-第三入水量；在第三入水量是进入量时，第三入水量为正值，此时水库10的进水量=第一入水量+第二入水量+第三入水量。
46.步骤s120、依据进水量和出水口模型确定目标出水口。
47.出水口模型是水库监测系统50提前建立的。水库监测系统50根据水库10的出水口类型、每一种类型的出水口的数量以及每个出水口的位置，建立出水口模型。因此，出水口模型中包括多个出水口。
48.水库监测系统50获取水库10实时的排水量，即确定开启的出水口及每一个出水口的出水量，将每一个开启的出水口的出水量相加得到水库10的排水量，所以水库10的排水量也等于多个出水口的出水量的总和。然后，再根据水库10的库容余量，计算水库10在未来降雨量的情况下，库容余量用尽时的时间。本技术为了防止库容余量用尽，造成水库10被淹的情况，会在库容余量用尽前开启处于闭合的出水口进行泄洪，而为了计算在应对未来降雨量时，每一个开启的出水口受到的损伤，故本技术将每一个开启的出水口标记为目标出水口。另外，本技术是在3d水库中模拟目标出水口的出水量的，所以评估目标出水口的损伤程度也是基于3d水库进行的，如此，才能够及时调整应对未来降雨量的泄洪方案，以降低各个出水口的损伤程度。
49.步骤s130、计算目标出水口的出水数据。
50.确定出目标出水口后，根据目标出水口的位置、目标出水口的开度以及水位高度，计算每一个目标出水口的出水量。
51.另外，由于不同的水位高度上的水流密度存在差异，如水库10底部存在淤泥、碎石等，导致水库10底部的水流密度高于水库10顶部的水流密度；还因为水位高度不同，造成的压力也不同，这也会造成水流速度存在差异。所以，目标出水口的出水量还存在水流速度和
水流密度等属性。本技术将出水量及出水量的水流速度和水流密度等属性合称为出水数据。
52.综上所述，本技术以水库10所在区域的未来降雨量达到降雨阈值作为驱动，驱动水库10监测系统模拟在未来降雨量的情况下，处于开启状态的出水口，即定位出目标出水口。再计算每一个目标出水口的出水数据，出水数据不仅包括出水量，还包括出水量的水流速度和水流密度等属性，从而便于依据从目标出水口排出的出水量，来计算出水量对目标出水口造成的损伤。
53.步骤s200、根据出水数据得到目标出水口的损伤分值。
54.本技术主要依据出水数据中的水流速度和水流密度，来计算出水量对目标出水口造成的损伤。为了便于说明具体的计算过程，以下步骤s210-步骤s220以计算任意一个目标出水口的损伤分值为例：步骤s210、根据水流速度和水流密度计算得到冲击强度值。
55.在一个具体的示例中，根据水流速度和水流密度计算得到冲击强度值的过程如步骤s211-步骤s212所示：步骤s211、依据目标出水口的几何形状确定目标出水口的受力面积a。
56.目标出水口的几何形状主要分为矩形、正梯形以及倒梯形三种。其中，由于倒梯形的斜面能够作为出水量的缓存区域，所以倒梯形是目标出水口常用的一种几何形状。
57.当目标出水口的几何形状为矩形时：获取目标出水口的直径和目标出水口的圆心，以该圆心为原点且直径为该圆心的半径重新画圆，所得到的面积减去在该面积所在的平面上，目标出水口占用的面积，从而得到受力面积a。如图3所示，假如目标出水口a的几何形状为矩形，目标出水口a的圆心为o点，直径为1米，则以o点为圆心、1米为半径重新画圆，得到面积x，再用新的面积x减去面积x所在的平面上，目标出水口a占用的面积y得到目标出水口a的受力面积a。需要说明的是，由于矩形的目标出水口在排出出水量时，出水量一般先冲击目标出水口的周围，再被新流入的出水量冲击排出，如图3中的带箭头的虚线所示，所以本技术在目标出水口的几何形状为矩形时，是以与出水量先接触的面积作为受力面的。
58.当目标出水口的几何形状为正梯形时：先计算目标出水口斜面的面积，该面积即为目标出水口的受力面积a。如图4所示，假如目标出水口b的几何形状为正梯形，则计算斜面b的面积=（b1+b2）*h/2，其中，b1为斜面的顶部长度，b2为斜面的底部长度，h为斜面的高度，则将计算所得的斜面b的面积作为受力面积a。需要说明的是，由于正梯形的目标出水口在排出出水量时，目标出水口的入口和出口之间的水压相较于矩形来说要大，所以出水量会喷发至目标出水口的侧壁上，如图4中的带箭头的虚线所示，所以本技术在目标出水口的几何形状为正梯形时，是以斜面作为受力面的。
59.当目标出水口的几何形状为倒梯形时：获取目标出水口的圆心和斜面的斜边长度l，以圆心为原点且斜边长度l为该圆心的半径画圆得到面积c，将面积c减去在面积c所在的平面上，目标出水口占用的面积，从而得到受力面积a。如图5所示，假如目标出水口c的几何形状为倒梯形，目标出水口c的圆心为p点，斜面的斜边长度为l，则得到面积a=πl^2-πr^2，其中，r为目标出水口c的半径。需要说明的是，由于倒梯形的目标出水口在排出出水量时，会存在缓冲区域（斜面），所以出水量会喷发至目标出水口的侧壁上，如图5中的带箭头的虚线所示，所以本技术在目标出水口的几何形状为倒梯形时，是以斜面映射至目标出水口的
入口所在的平面作为受力面的。
60.由此可知，本技术能够针对目标出水口的几何形状，计算得到目标出水口对应的受力面积a。
61.步骤s212、依据目标受力面积a、水流密度ρ以及水流速度v计算得到冲击强度值：f=ρ*a*v^2。
62.由此可知，在水流速度和水流密度相同的情况下，受力面积越大，则冲击强度值越大；在水流速度和受力面积相同的情况下，水流密度越大，则冲击强度值越大；在水流密度和受力面积相同的情况下，水流速度越大，则冲击强度值越大。
63.步骤s220、根据出水量的流向和冲击强度值得到损伤分值。
64.得到冲击强度值后，还需要依据出水量的流向确定目标出水口的受力方向，再依据受力方向和冲击强度值计算得到损伤分值：s=fcosq，其中，q为进水量的流向与目标进水口的轴心线的夹角，也称为出水量的流向，且0
°
《q≤90
°
。
65.需要说明的是，上述步骤s210-步骤s220的计算过程仅是以计算任意一个目标出水口的损伤分值为例的，在实际应用时，可能还存在多个目标出水口。针对每一个目标出水口，均需要采用上述的步骤s210-步骤s220的计算过程来计算其对应的损伤分值，而本技术在此不再一一进行赘述。
66.步骤s300、根据损伤分值生成评价结果。
67.在一个具体的示例中，针对每一个水库10中的出水口模型设置有一套损伤等级。当目标出水口的损伤分值达到对应的损伤等级时，对其进行预警。由于像放空孔等位置较低的出水口，水压较大，但由于放空孔的半径相对于闸门、溢洪道等的半径较小，所以受力面积也较小；而闸门、溢洪道的位置较高，水压低，但受力面积相较于放空孔要大，所以针对属于同一个水库10中的多个出水口，仅设置一套损伤等级也是可以的。例如，设置0-100分为五级损伤，101-200分为四级损伤，201-300为三级损伤，301-400为二级损伤，401分及以上为一级损伤，又假如水库10存在溢洪道和放空孔，溢洪道的损伤分值为170分，放空孔的损伤分值为99分，则在将溢洪道和放空孔分别与该套损伤等级进行比对时，由于170落入101-200分的范围内，所以溢洪道的损伤属于四级损伤；而由于99落入0-100分的范围内，所以放空孔的损伤属于五级损伤。
68.上述的溢洪道的四级损伤和放空孔的五级损伤合称为评价结果。
69.在其他示例中，还可以针对每一个出水口设置有一套对应的损伤等级，当计算得到目标出水口的损伤分值时，再将目标出水口的损伤分值与其对应的损伤等级进行对比，从而得到其对应的损伤等级。例如，水库10的出水口包括溢洪道和放空孔，针对溢洪道设置了一套损伤等级，如0-200分为三级损伤，201-400分为二级损伤，401分及以上为一级损伤；而针对放空孔也设置有一套损伤等级，如0-300分为三级损伤，301-500为二级损伤，501分及以上为一级损伤，则在实际应用时，评估溢洪道的损伤等级需要将溢洪道的损伤分值与其对应的损伤等级进行比较而得，而评估放空孔的损伤等级需要将放空孔的损伤分值与其对应的损伤等级进行比较而得。
70.需要说明的是，在实际应用时，具体选用哪一种评估方式本技术在此不作限制。
71.图6示出了根据本技术的实施例的一种基于数字孪生的水利工程管理系统的方框图，该系统包括数据处理模块51、数据计算模块52以及数据生成模块53。
72.数据处理模块51，用于依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，出水口模型包括多个出水口，目标出水口为出水口模型中的至少一个出水口；数据计算模块52，用于根据出水数据得到目标出水口的损伤分值：数据生成模块53，用于根据损伤分值生成评价结果。
73.在一个具体的示例中，数据处理模块51还用于依据未来降雨量计算进水量。
74.描述于本技术实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括数据处理模块51、数据计算模块52以及数据生成模块53。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，数据处理模块51还可以被描述为“用于依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据的模块”。
75.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述为了更好地执行上述方法的程序，本技术还提供一种装置，装置包括存储器和处理器。
76.其中，存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述基于数字孪生的水利工程管理方法的指令等；存储数据区可存储上述基于数字孪生的水利工程管理方法中涉及到的数据等。
77.处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器内的数据，执行本技术的各种功能和处理数据。处理器可以为特定用途集成电路、数字信号处理器、数字信号处理装置、可编程逻辑装置、现场可编程门阵列、中央处理器、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本技术实施例不作具体限定。
78.本技术还提供一种计算机可读存储介质，例如包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（read only memory，rom）、随机存取存储器（random access memory，ram）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述基于数字孪生的水利工程管理方法的计算机程序。
79.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本技术中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：
1.一种基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，包括：依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，所述出水口模型包括多个出水口，所述目标出水口为出水口模型中的至少一个出水口；根据所述出水数据得到目标出水口的损伤分值；根据所述损伤分值生成评估结果。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述出水数据包括出水量、水流速度和水流密度；所述根据所述出水数据得到目标出水口的损伤分值，包括：根据所述水流速度和所述水流密度得到冲击强度值；根据所述出水量的流向和所述冲击强度值得到损伤分值。3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述根据所述水流速度和所述水流密度得到冲击强度值，包括：f=ρ*a*v^2；其中，f 是冲击强度值，ρ是水流密度，a是目标出水口的受力面积，v是水流速度。4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述方法还包括：依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积。5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述目标出水口的几何形状包括矩形；当所述目标出水口的几何形状为矩形时，依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积，包括：获取目标出水口的直径和目标出水口的圆心，以所述圆心为原点且所述直径为所述圆心的半径重新画圆得到总面积；将所述总面积减去在所述总面积所在的平面上，所述目标出水口占用的面积得到受力面积。6.根据权利要求4所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述目标出水口的几何形状包括正梯形；当所述目标出水口的几何形状为正梯形时，依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积，包括：计算目标出水口斜面的面积，以所述斜面的面积作为受力面积。7.根据权利要求4所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述目标出水口的几何形状包括倒梯形；当所述目标出水口的几何形状为倒梯形时，依据所述目标出水口的几何形状得到目标出水口的受力面积，包括：获取目标出水口的圆心和斜面的斜边长度，以所述圆心为原点且所述斜边长度为所述圆心的半径画圆得到面积c；将面积c减去在所述面积c所在的平面上，所述目标出水口占用的面积得到受力面积。8.根据权利要求2所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述根据所述出水量的流向和所述冲击强度值得到损伤分值，包括：s=fcosq；
其中，f 是冲击强度值，q为进水量的流向与目标进水口的轴心线的夹角，也称为出水量的流向，且0
°
<q≤90
°
。9.根据权利要求1所述的基于数字孪生的水利工程管理方法，其特征在于，所述依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据之前，所述方法还包括：计算所述进水量；所述计算所述进水量，包括：依据进水口连通的河道数量及每一条河道的地势和河道所经过的土质的渗水量得到第一入水量；根据水库(10)的占地面积得到第二入水量；根据水库(10)周围的土质渗水量得到第三入水量；根据第一入水量、第二入水量以及第三入水量得到进水量。10.一种基于数字孪生的水利工程管理系统，其特征在于，包括：数据处理模块(51)，用于依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，所述出水口模型包括多个出水口，所述目标出水口为出水口模型中的至少一个出水口；数据计算模块(52)，用于根据所述出水数据得到目标出水口的损伤分值：数据生成模块(53)，用于根据所述损伤分值生成评估结果。

技术总结
本申请涉及一种基于数字孪生的水利工程管理方法和系统，其属于水利工程管理领域，该方法包括：依据进水量和出水口模型得到目标出水口的出水数据，出水口模型包括多个出水口，目标出水口为出水口模型中的至少一个出水口；根据出水数据得到目标出水口的损伤分值；根据损伤分值生成评估结果。本申请具有及时关注的效果。效果。效果。


技术研发人员：严建华 雷声 贺鑫焱 喻蔚然 许小华 刘昌军 何秉顺 梁学文 吕文龙 王剑 常晓萍 宋旭敏 张玉泉
受保护的技术使用者：北京国信华源科技有限公司
技术研发日：2023.09.07
技术公布日：2023/10/20