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龙图腾网获悉水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院申请的专利一种城市河网水动力要素虚拟监测方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119245613B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411773768.2，技术领域涉及：G01C13/00；该发明授权一种城市河网水动力要素虚拟监测方法及系统是由黎东洲;刘国庆;王蔚;范子武;杨光;乌景秀;巢予恬;陈雨璇;王诗怡;洪磊;贾本有;马振坤;杨帆;黄玄;廖轶鹏;铁赢;吴志钢设计研发完成，并于2024-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种城市河网水动力要素虚拟监测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种城市河网水动力要素虚拟监测方法及系统，属于水文监测的技术领域。包括：建立河网数学模型，按照多尺度分级将所述河网数学模型划分为大尺度河网模型和小尺度河网模型；以封闭流域为单元构建流域级水文动力模型，基于所述流域级水文动力模型计算得到流域边界水位和流域边界流量，得到小尺度河网水动力模型；将流域边界水位和流域边界流量小尺度河网水动力模型输入至小尺度河网模型，利用所述水动力模型计算得到河道断面水位和河道断面流量。本发明水文水动力模型数据的标准化管理，多空间尺度模型的双向嵌套耦合等内容，从而实现水位、流量硬件监测站布设不足地区河网地区水位、流量等要素的虚拟感知。

本发明授权一种城市河网水动力要素虚拟监测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种城市河网水动力要素虚拟监测方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取河网的基础数据和监测数据，并建立模型数据库；利用模型数据库将所述基础数据和监测数据按照预定的库表结构进行标准化管理； 将河网描述为拓扑网络结构，基于所述拓扑网络结构建立河网数学模型；按照多尺度分级将所述河网数学模型划分为大尺度河网模型和小尺度河网模型，所述大尺度河网模型和小尺度河网模型构成双向嵌套耦合的流域-区域尺度模型； 将属于四级以上河道或属于万亩以上圩区的点对象、连接对象划分到大尺度河网模型，将属于四级以下河道或属于万亩以下圩区的点对象、连接对象划分到小尺度河网模型；其中，所述四级以上河道的定义为根据河道等级划分办法，一、二级河道是跨越两省或数省的大江大河；三、四级河道为影响省市的河道，其重要程度次于一、二级河道；其他河道则为四级以下河道； 所述双向嵌套耦合的流域-区域尺度模型的构成方法如下：利用编码形式将小尺度河网模型的外部节点与大尺度河网模型的边界边进行关联； 以封闭流域为单元构建流域级水文动力模型，基于所述流域级水文动力模型计算得到流域边界水位和流域边界流量； 将小尺度河网模型按照土地利用类型划分出对应的出产流区域，分别设定对应的产流量计算模式，将产流量与汇流量进行有效融合实现小尺度河网模型的产汇流的精细化模拟，得到小尺度河网水动力模型； 将所述流域边界水位和流域边界流量作为边界条件，输入至小尺度河网水动力模型，利用所述水动力模型计算得到河道断面水位和河道断面流量，所述流域边界水位、流域边界流量、河道断面水位和河道断面流量即为河网水动力要素； 所述产汇流计算模式的设定如下：所述产流区域至少包括：不透水区域、半透水区域、透水区域和水体区域； 所述产汇流的精细化模拟流程如下： 利用产流量计算模式计算得到对应区域的产流量，同时判断对应区域内是否为排水管网覆盖区域：对于当前区域无排水管网时，汇流量的计算则根据地形高程信息，从高处流向低处直至汇入到临近河道，计算公式如下： ；式中，表示区域无排水管网的汇流量，表示粗糙系数，为水力半径，为管道坡度，为汇流单元面积； 对于当前区域存在排水管网时，汇流量的计算则通过雨水篦子进入管网系统，再通过管网系统汇集到排水口与河道连接，计算公式如下： ；式中，表示区域存在排水管网的汇流量，C为汇流系数； 所述大尺度河网模型和小尺度河网模型的划分流程包括： 所述拓扑网络结构包括若干个节点和若干条边，所述边用于描述相邻节点之间的连接关系；将河网内的点对象定义为所述节点，将描述相邻点对象之间连接关系的连接对象定义为边；并将所述点对象和连接对象按照预定编码形式进行统一编码； 所述流域级水文动力模型的表达形式如下： ； 式中，表示河道的宽度，为水位，为时间，为流量，为断面平均流速，为距水道某固定断面沿流程的距离，为重力加速，为过水断面面积，为河底比降，为摩阻比降； 所述流域边界水位和流域边界流量的计算过程如下： ； 式中，表示流域边界水位或流域边界流量，表示边界节点，为加权系数，，表示时间索引，j表示空间索引，表示在空间位置和下一个时间步长的水位或流量，为空间步长，为时间步长。

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