[發明專利]壩系潰壩洪水分析系統及分析方法

有效

• 申請號: 201811324871.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN110219277B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張幸幸;陳祖煜;溫彥鋒;鄧剛;于沭
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E02B7/02;G06F30/13
• 代理公司: 北京清源匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11644
• 代理人: 馮德魁;竇曉慧

1.一種壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，包括：壩系的拓撲分析模塊、數據收集模塊、單個水壩的分析模塊、洪水演進分析模塊和預測模塊；

所述壩系的拓撲分析模塊用于根據壩系的拓撲結構和分級規則確定壩系中水壩的分級；

所述數據收集模塊用于收集壩系中水壩的信息，包括：壩體的建筑參數數據、水壩直接控制流域范圍、降雨量以及水壩的庫容曲線；

所述單個水壩的分析模塊，用于根據入庫流量、出庫流量、水壩的庫容，建立水壩的水位模型，所述水位模型用于實時監測水壩水位的變化；根據水壩的水位模型及壩體的建筑參數數據確定水壩的潰漫狀態模型，所述潰漫狀態模型用于根據所述水位模型輸出的實時水位，確定水壩的潰漫狀態；

所述洪水演進分析模塊，用于分析洪水從低分級水壩流向高分級水壩的過程，根據低分級水壩的出流量計算其下游高分級水壩的入流量；

所述預測模塊，用于根據所述洪水演進分析模塊以及單個水壩的分析模塊的輸出，預測洪水在演進過程中，若水壩發生潰決，預測是否會造成下游水壩的潰決以及預測下游潰決水壩的潰決時間、潰決洪水的洪峰流量；

其中，所述壩系的分級規則，具體為：獲取與當前水壩直接連接的上游水壩的分級；若當前水壩上游再無水壩，則當前水壩分級為1；若與當前水壩直接連接的上游水壩的最大分級為N，則當前水壩的分級為N+1；

按照所述分級規則，依次先對低等級的水壩進行分析、再對高等級的水壩進行分析，以保證對壩系中任意一座水壩分析時，其上游所有水壩的下泄水量均是已知的；

所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，還包括：當壩系中的拓撲結構或水壩數量發生變化時，壩系的拓撲分析模塊根據壩系的分級規則重新對壩系拓撲結構中的水壩進行分級；

所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述預測模塊，具體用于按照分級從低到高的順序，依次對逐個水壩和河段進行分析，根據每座水壩的水位變化過程，預測其是否會在某一時刻發生漫溢或潰決，如果發生，則給出漫溢或潰決的時刻，并進行潰壩計算。

2.根據權利要求1所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述壩系的拓撲分析模塊用于根據壩系的拓撲結構和分級規則確定壩系中水壩的分級，是指，將壩系中的水壩根據空間分布關系形成拓撲結構后，將拓撲結構中的水壩按照壩系的分級規則進行分級。

3.根據權利要求1所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述壩系的分級規則還包括：

將河網分解為若干河段來進行分級描述，源頭的河網作為1級壩區間流域的一部分，其余河段的起點、終點均為水壩，河段的編號和分級等同于其起點水壩的分級。

4.根據權利要求1所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述數據收集模塊，用于獲取壩系中水壩壩體的建筑參數數據，具體的建筑參數包括：壩高、壩軸線長、壩料的抗沖性能參數、泄水建筑物性能參數。

5.根據權利要求1所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述水壩的庫容曲線，是指水壩的水位與庫容的關系曲線。

6.根據權利要求5所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，還包括，水壩的庫容的變化通過相同時段水壩的入庫流量與出庫流量的差值獲得。

7.根據權利要求1所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述入庫流量，包括水壩控制區間流域范圍內的產匯流和上游水壩的泄流產生的流量。

8.根據權利要求7所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述水壩流域范圍內的產匯流，是指，水壩直接控制流域范圍內降雨扣除損失后產生的凈雨流入水庫的流量。

9.根據權利要求1所述的壩系潰決洪水分析系統，其特征在于，所述水壩的水位模型，通過如下方式獲得：

一段時間內水壩的庫容變化等于所述入庫流量之和減去出庫流量之和；其中，水位變化根據庫容變化從所述的庫容曲線查詢得到。