[發明專利]一種流域洪水預報方法

在審

• 申請號: 201711201884.7
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107944627A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 王清正;王高丹;趙旭升;范光偉;楊躍;鄧長濤
• 申請（專利權）人: 珠江水利委員會珠江水利科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 鄭浦娟

技術領域

本發明屬于水利工程領域，特別涉及一種流域洪水預報方法。

背景技術

近年來，極端天氣事件增多，常發生突發性暴雨，造成流域洪水頻繁發生，引起泥石流、山體滑坡等山區性洪水，給人民生命財產帶來了極大的危害，嚴重制約著廣大山區經濟社會的發展。

隨著水利部和財政部等部局啟動了全國山洪災害防治縣級非工程措施項目建設工作的推進，初步建立了覆蓋我國山洪災害防治區2058個縣的監測預警系統和群測群防體系。

實際情況中，水利工程的大力建設也對流域的天然產匯流過程產生了較大干擾，嚴重制約了流域洪水預報的精度，對于流域洪水高精度預報技術的需求是時分迫切的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種高精度的流域洪水預報方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種流域洪水預報方法，步驟如下：

步驟S1、針對流域分析出其截留影響因子，并且根據分析出的截留影響因子之間的相互系數和互信息，然后選取出其中的一些截留影響因子，作為優選截留影響因子；

步驟S2、將流域上游所有的水庫和塘壩聚合為一個聚合水庫，計算聚合水庫歷史各個時期的聚合庫容，并且根據聚合水庫歷史各個時期的聚合庫容建立優選截留影響因子與聚合水庫蓄泄規律；根據優選截留影響因子與聚合水庫蓄泄規律特點，獲取到聚合水庫蓄滿率與聚合水庫蓄泄率的關系，最后依據聚合水庫蓄滿率與聚合水庫蓄泄率的關系，建立聚合水庫蓄泄率與聚合水庫蓄泄量的關系；

步驟S3、根據流域在洪水發生時初始時段的優選截留影響因子計算出聚合水庫在洪水發生時的初始蓄滿率，然后根據聚合水庫在洪水發生時的初始蓄滿率計算出聚合水庫在洪水發生時初始時段末的庫容；

步驟S4、在當前時段，首先利用步驟S2中優選截留影響因子與聚合水庫蓄泄率的關系，根據聚合水庫上一時段的蓄滿率計算出聚合水庫當前時段的蓄泄率；然后利用步驟S2中聚合水庫蓄泄率與聚合水庫蓄泄量的關系，根據聚合水庫當前時段的蓄泄率計算出聚合水庫當前時段的蓄泄量；

根據聚合水庫上一時段末的庫容和聚合水庫當前時段的蓄泄量計算出聚合水庫當前時段末的庫容；然后根據聚合水庫當前時段末的庫容計算出聚合水庫當前時段的蓄滿率；

步驟S5、根據聚合水庫當前時段的蓄泄量針對聚合水庫當前時段的凈雨量進行校正，得到水利工程影響下的聚合水庫當前時段的產流量；

步驟S6、判斷當前時段是否為最后一時段；

若否，則在下一時段到來時，進入步驟S4；

若是，則進入步驟S7；

步驟S7、根據水利工程影響下的聚合水庫各個時段的產流量獲取到水利工程影響下的洪水過程。

優選的，所述步驟S1中，優選截留影響因子選取的過程具體如下：選擇BP神經網絡模型，然后以分析出的流域各截留影響因子作為輸入、以流域聚合水庫歷史攔蓄量作為輸出并且以各截留影響因子之間互信息最大或均方誤差最小為目標對BP神經網絡模型進行訓練，在訓練完成后，得到流域聚合水庫攔蓄量與各截留影響因子之間的復合相關關系；最后將復合相關關系中權重系數最大的幾個截留影響因子選取出來。

優選的，所述步驟S2中將流域上游所有的中小水庫和塘壩聚合為一個聚合水庫；針對于中小水庫，獲取到其常年運行庫容；將中小水庫常年運行庫容與各個歷史時期塘壩的實際庫容相加得到各個歷史時期聚合水庫的聚合庫容。

優選的，所述步驟S2中，根據優選截留影響因子與聚合水庫蓄泄規律特點，獲取到的聚合水庫蓄滿率與聚合水庫蓄泄率的關系包括：聚合水庫蓄滿率與聚合水庫泄放率之間的關系以及聚合水庫蓄滿率與聚合水庫攔蓄率之間的關系，其中：

聚合水庫蓄滿率與聚合水庫泄放率之間的關系為：

k₁＝[(A-δ)/A]^m；

聚合水庫蓄滿率與聚合水庫攔蓄率之間的關系為：

k₂＝[(δ-A)/(1-A)]ⁿ；

其中k₁表示聚合水庫泄放率，k₂表示聚合水庫攔蓄率，δ表示聚合水庫蓄滿率；針對于每一個流域，A、m、n均為一定值參數，以預報的洪水過程與實際洪水過程相吻合為目標，然后通過優化算法優選得到的。

優選的，所述步驟S2中，建立聚合水庫蓄泄率與聚合水庫蓄泄量的關系包括：聚合水庫泄放率與聚合水庫泄流量的關系以及聚合水庫攔蓄率與聚合水庫攔蓄量的關系；其中：

聚合水庫泄放率與聚合水庫泄流量的關系為：