[發明專利]一種基于多步嵌套的水庫河道即時聯動模擬方法

有效

• 申請號: 202011098925.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112214942B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張金良;羅秋實;梁艷潔;陳翠霞;高興;張建;韋詩濤;陳松偉
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06K9/62;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理事務所(普通合伙) 11756
• 代理人: 張攀

本發明提供了一種基于多步嵌套的水庫河道即時聯動模擬方法，包括：根據目標歷史信息，構建水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型；根據目標歷史信息分析水庫群調控能力與下游河道過洪能力、平灘流量、河口水位相關表征指標的相關性，來確定水庫運用方式；基于構建的水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型，對水庫水和河道水進行動力學計算；根據下游河道平灘流量、沖淤量結果判斷河道沖淤狀態，并結合水沙條件，調整水庫運用方式；基于調整后的水庫運用方式以及構建的水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型，計算下一時刻的水庫水和河道水的動力學結果，并輸出，同時，基于時間戳重復執行步驟3?5。便于實現水庫群調度與河道水沙演進一體化即時聯動模擬。

技術領域

本發明涉及多沙河流水庫工程泥沙設計技術領域，特別涉及一種基于多步嵌套的水庫河道即時聯動模擬方法。

背景技術

水庫群調控和下游河道沖淤演變是互饋影響的復雜過程，目前應用的水庫、河道和河口的水沙數學模型，均是單一模型，水庫水沙調控未能實時考慮下游河道及河口過洪輸沙能力和需求，不能系統反映水庫調控與河道過洪輸沙之間的互饋關系，無法及時根據河道沖淤狀態調整水庫運用方式，不能充分發揮水庫綜合利用效益。因此迫切需要在水庫群與河道水沙即時聯動模擬方面取得突破。

因此，本發明提出一種針對黃河中游水庫群、下游河道及河口，研究水庫群調控、庫區、河道及河口水沙動力學模型的串聯方法，構建水庫群與河道多步嵌套耦合模型，實現水庫群調度與河道水沙演進一體化即時聯動模擬。

發明內容

本發明提供一種基于多步嵌套的水庫河道即時聯動模擬方法，通過構建水庫群與河道多步嵌套耦合模型，便于實現水庫群調度與河道水沙演進一體化即時聯動模擬。

本發明提供一種基于多步嵌套的水庫河道即時聯動模擬方法，包括：

步驟1：根據目標歷史信息，構建水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型；

步驟2：根據所述目標歷史信息分析水庫群調控能力與下游河道過洪能力、平灘流量、河口水位相關表征指標的相關性，來確定水庫運用方式；

步驟3：基于構建的水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型，對水庫水和河道水進行動力學計算；

步驟4：根據下游河道平灘流量、沖淤量結果判斷河道沖淤狀態，并結合水沙條件，調整所述水庫運用方式；

步驟5：基于調整后的水庫運用方式以及構建的水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型，計算下一時刻的水庫水和河道水的動力學結果，并輸出，同時，基于時間戳重復執行步驟3-5。

在一種可能實現的方式中，根據目標歷史信息，構建水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型包括：

根據所述目標歷史信息，構建水庫水動力學模型；

根據所述目標歷史信息，構建河道水動力學模型；

基于調取模塊并根據水庫沖淤、河道沖淤和來水來沙條件，分析水庫群調控能力與下游河道過洪能力、平灘流量、河口水位相關表征指標的相關性，確定目標水庫和目標河道的調控指標；

同時，從所述目標歷史信息中提取所述目標水庫和目標河道的沖淤結果，并作為邊界條件；

根據所述調控指標、邊界調節以及構建的水庫水動力學模型和河道水動力學模型，構建水庫水和河道水多步耦合嵌套串聯模型。

在一種可能實現的方式中，根據下游河道平灘流量、沖淤量結果判斷河道沖淤狀態，并結合水沙條件，調整所述水庫運用方式包括：

獲取水庫群下泄水沙過程中對河道的影響信息；

根據下游河道平灘流量、沖淤量結果判斷河道沖淤狀態，并當所述河道處于對應的沖淤狀態時，所述河道對水庫群的調控需求信息；