[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201610286165.9
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105760703B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭勇;張弛;周惠成;孫新國;張小麗;李昱
• 申請（專利權(quán)）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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于洪水預報技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種基于聚合水庫蓄放水模擬的洪水預報方法。

背景技術(shù)

由于人口和社會生產(chǎn)力的急劇增長，水的問題已成為世界上日益嚴重的問題之一。為了緩解防洪和興利的矛盾，流域內(nèi)修建了許多各種類型的水利水電工程。這些工程使流城的產(chǎn)匯流形成條件發(fā)生了變化，以至于無論水文預報還是水文計算都不得不考慮它們的影響。目前考慮水利工程影響的洪水預報主要有兩種方法：第一類方法是分析洪水趨勢性變化，主要是對受水利工程影響前后的水文資料進行對比分析，一般采用趨勢法和相關(guān)分析法。但該方法僅適用于水利工程建設(shè)時間比較均勻的流域，且缺乏機理機制基礎(chǔ)，只能對水利工程的水文效應進行簡單描述。第二類方法是在水文模型中加入考慮水利工程影響的因子，如程春田等(程春田,王本德.考慮人類活動影響的流域水文模型參數(shù)的確定[J].大連理工大學學報,1995,3:400-404.)將水利工程影響納入流域水文模型參數(shù)的確定過程中；郭生練等(郭生練,王金星,彭輝,等.考慮人類活動影響的豐滿水庫洪水預報方案[J].水電能源科學,2000,2:14-17.)在新安江三水源產(chǎn)流模型和相應匯流模型的基礎(chǔ)上，提出了考慮水利工程對產(chǎn)匯流機制影響的洪水預報方案。

但上述研究方法主要是從整體上確定水利工程對洪量的最大影響量，很難反映水利工程的影響過程，且不能利用當前水利工程庫容信息實時校正水利工程的影響量，從而使計算結(jié)果具有較大的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于聚合水庫蓄放水模擬的洪水預報方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于聚合水庫蓄放水模擬的洪水預報方法，具體包括以下步驟：

第一步，利用天然期場次洪水信息率定TOPMODEL模型參數(shù)；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，基于聚合水庫的思想，將流域內(nèi)眾多水利工程聚合成一個水庫，計算聚合水庫的庫容V，確定聚合水庫的初始蓄滿率δ₀；

2.1計算聚合水庫庫容V

首先，統(tǒng)計分析流域中的大中小型水庫及塘壩等水利工程，采用下述規(guī)則計算大、中小水庫及塘壩聚合時的庫容：

(1)大型水庫：大型水庫的興利庫容作為聚合時的庫容。

(2)中小型水庫：分析水庫現(xiàn)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。

所述的大型水庫有明確的調(diào)度規(guī)則，在低水位時會對洪水有明顯攔蓄作用，在主汛期水位可能會高于汛限水位，但洪水結(jié)束時水位基本維持在汛限水位的水利工程；所述的中小型水庫沒有明確的調(diào)度規(guī)則，可根據(jù)水庫現(xiàn)有運行資料分析得出實際運行中庫容；所述的塘壩不存在調(diào)度規(guī)則，在洪水過程中基本上屬于有多大庫容就蓄多少，人工控制能力較差。

其次，將流域中大中小水庫及塘壩聚合成一個水庫，以上述計算所得的各自聚合時的庫容之和作為該聚合水庫的聚合庫容V。

2.2確定聚合水庫的初始蓄滿率δ₀

土壤飽和程度χ₀可以衡量近期土壤水分的出入狀況，決定了聚合水庫的上層庫容變化，對聚合水庫蓄滿率有非線性影響，而前期降雨因子ρ₀決定了水利工程前期水量的積累，對聚合水庫蓄滿率有直接的線性影響，二者共同影響洪水發(fā)生時水利工程的蓄滿狀況，采用土壤飽和程度χ₀和洪水發(fā)生時前期降雨因子ρ₀來計算水庫的初始蓄滿率δ₀：

δ₀＝Bχ₀^τ+(1-B)ρ₀(1)

式中，P₇為洪水發(fā)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(shù)B、P_max、P_min、τ都通過優(yōu)化得到，0<δ₀<1

第三步，根據(jù)水利工程的基本調(diào)蓄規(guī)律制定聚合水庫的蓄放水模擬圖，確定水利工程影響量；所述的基本調(diào)蓄規(guī)律為水利工程攔蓄、放流規(guī)律；