[發明專利]一種基于聚合水庫蓄放水模擬的洪水預報方法

有效

• 申請號: 201610286165.9
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105760703B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 彭勇;張弛;周惠成;孫新國;張小麗;李昱
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉,潘迅

1.一種基于聚合水庫蓄放水模擬的洪水預報方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，利用天然期場次洪水信息率定TOPMODEL模型參數；所述的天然期為未建水利工程或水利工程很少的時期；

第二步，將流域內眾多水利工程聚合成一個聚合水庫，計算聚合水庫的庫容V，確定聚合水庫的初始蓄滿率δ₀：

δ₀＝Bχ₀^τ+(1-B)ρ₀(1)

其中，P₇為洪水發生前7天總降雨量，χ₀為洪水過程中某一時刻土壤飽和程度，參數B、P_max、P_min、τ都通過優化得到，0<δ₀<1；

第三步，根據水利工程的攔蓄、放流規律制定聚合水庫的蓄放水模擬圖，確定水利工程影響量；所述的聚合水庫的蓄放水模擬圖能夠表示一場洪水的水庫蓄滿率的變化過程、時段凈雨放流率隨水庫蓄滿率的變化過程和時段凈雨攔蓄率隨水庫蓄滿率的變化過程；

所述的時段凈雨放流率隨水庫蓄滿率的變化過程對應的曲線為k₁＝[(A-δ)/A]^m；所述的時段凈雨攔蓄率隨水庫蓄滿率的變化過程對應的曲線為k₂＝[(δ-A)/(1-A)]ⁿ；水利工程影響量為：

(1)當δ_t<A時，時段攔蓄量△R_1,t＝k_1,t R_t；

(2)當δ_t>A時，時段放流量△R_2,t＝k_2,t R_t；

其中，參數A、m、n通過優化得到；k_1,t和k_2,t由聚合水庫蓄放模擬圖得到，k_1,t為放水率，k_2,t為攔蓄率；R_t為時段產流量；△R_1,t、△R_2,t為時段水利工程影響量；

第四步，將第一步率定的TOPMODEL模型參數作為模擬無水利工程影響或水利工程影響較小情況下的流域產流情況的基礎參數；根據實測場次洪水信息，結合考慮水利工程影響的洪水計算過程，率定出洪水發生前聚合水庫蓄水量參數B、P_max、P_min、τ和聚合水庫的蓄放水模擬圖參數A、m、n，進行洪水預報；

所述的考慮水利工程影響的洪水計算為：

4.1)由第一步率定的TOPMODEL模型參數得到天然預報結果R_t；

4.2)根據第二步得到的聚合水庫的初始蓄滿率δ₀和庫容V，計算聚合水庫的初始庫容v₀＝δ₀V；

4.3)計算各時段水利工程影響攔蓄量△R_1,t或放流量△R_2,t；

初始化時段t＝1，根據δ₀和第三步的聚合水庫蓄放模擬圖得到時段水利工程影響攔蓄量△R_1,1或放流量△R_2,1，并計算聚合水庫的該時段末庫容v₁及水庫的該時段蓄滿率δ₁＝v₁/V，其中v₁＝v₀+△R_1,1或v₁＝v₀-△R_2,1；

令時段t＝t+1，根據δ_t-1和第三步的聚合水庫蓄放模擬圖得到時段徑流放水率k_1,t或攔蓄率k_2,t，從而得到時段水利工程影響攔蓄量△R_1,t或放流量△R_2,t，并計算聚合水庫的時段末庫容v_t及水庫的時段蓄滿率δ_t＝v_t/V，其中v_t＝v_t-1+△R_1,t或v_t＝v_t-1-△R_2,t；

4.4)根據步驟4.3)所得的水利工程影響攔蓄量△R_1,t或放流量△R_2,t校正R_t，得到水利工程影響下的時段產流量R’_t；

4.5)根據步驟4.4)得到的時段產流量R’_t，得到水利工程影響下的場次洪水模擬結果Q’_t。

2.根據權利要求1所述的一種基于聚合水庫蓄放水模擬的洪水預報方法，其特征在于，所述的第二步計算聚合水庫庫容V步驟為：計算流域中大、中小型水庫及塘壩水利工程各自聚合時的庫容；將流域中大、中小水庫及塘壩聚合成一個聚合水庫，以大、中小型水庫及塘壩各自聚合時的庫容之和作為該聚合水庫的聚合庫容；大、中小型水庫及塘壩水利工程各自聚合時的庫容，分別為：

(1)大型水庫：大型水庫的興利庫容為聚合時的庫容；

(2)中小型水庫：分析水庫現有運行資料得出實際運行中庫容占總庫容的比例，并以該比例與中小型水庫總庫容的乘積作為聚合時的庫容；

(3)塘壩：塘壩的總庫容作為聚合時的庫容。