一种基于等效防洪作用的梯级水库防洪库容联合预留方法

专利主权项内容

1.一种基于等效防洪作用的梯级水库防洪库容联合预留方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采集研究区域内的研究数据，基于研究数据分析和量化流域暴雨特性、洪水特性和区间典型洪水及特性；CRCFCT步骤2、基于流域暴雨特性、洪水特性和区间典型洪水及特性确定流域不同时间尺度的暴雨预报判别指标<CRC<<<<<步骤3、结合流域暴雨特性、洪水特性和区间典型洪水及特性和当前水文气象预报水平L，确定可用于判别未来水雨情形势的有效预见期<<<<<<<<RF步骤4、综合暴雨预报判别指标和有效预见期，根据上游水库汛期不同运行水位对应的拦蓄能力，动态分析下游水库汛期运行水位动态控制指标，制定梯级水库汛期防洪库容联合预留方案；<<<RF步骤5、在实时调度过程中，根据上游水库不同运行水位相对应等效系数，运用梯级水库汛期防洪库容联合预留方案，分析水库的效益增量以及潜在防洪风险，制定风险控制措施；所述步骤1进一步为：步骤11、收集流域气象资料，分析得到流域暴雨特性，包括流域年降雨量特征、年内面雨量特征和暴雨时空分布；<<步骤12、收集流域水文资料，分析得到洪水特性，包括洪水组成、流域重要站点洪峰频次统计和洪水遭遇规律；<<步骤13、根据流域水文资料，分析得到区间典型洪水及特性，包括区间最大洪水散点分布、区间暴雨洪水特性、区间洪水涨水规律和典型洪水过程；<<所述步骤2进一步为：步骤21、将研究区域划分为不同区域；步骤22、针对每个区域中分析该区域中的暴雨气候特点；步骤23、基于暴雨气候特点选取典型暴雨过程；步骤24、分析暴雨过程的气候背景及天气学成因；步骤25、确定不同时间尺度的暴雨预报判别指标；IR所述步骤3进一步为：步骤31、对流域短中期降雨预报精度进行评定，分析降雨预报误差情况，评价短中期气象预报现状水平和不确定性，提出流域降雨预报有效预见期；TR步骤32、依序分析洪水预报预见期、洪水传播时间和不同量级洪水预报精度，评估水情预报水平和预报不确定性；TF步骤33、结合水文气象预报水平L综合确定可用于判别未来水雨情形势的有效预见期；TRF所述步骤4进一步为：步骤401、解析水库防洪调度的参量及其关系上游水库编号计为A，其规定预留防洪库容计为，入库流量时间序列对应计为{}，防洪调度起调水位计为，水库防洪调度规则计为函数，水库的出库流量时间序列计为{}，水库的库水位时间序列计为{}，前述各变量之间的关系为({Q}，{H})=F({Q}，H)；下游水库编号计为B，其规定预留防洪库容计为V，入库流量时间序列对应计为{Q}，防洪调度起调水位计为H，水库防洪调度规则计为函数F(*)，水库的出库流量时间序列计为{Q}，水库的库水位时间序列计为{H}，前述各变量之间的关系为({Q}，{H})=F({Q}，H)；计水库A和水库B之间的区间流量为{Q}，根据上下游梯级水库之间的水力联系，则{Q}+{Q}={Q}；V0AQinAHtstarAFA(*)QoutAHAoutAAAinAstartA0BinBstartBBoutBBoutBBBinBstartBintervalABoutAintervalABinB步骤402、设定场景0的起调水位计水库A的汛限水位为H，场景0的水库A起调水位计为H，将H设定为水库A的汛限水位，即H=H；计水库B的汛限水位为H，场景0的水库B起调水位计为H，将H设定为水库B的汛限水位，即H=H；limitedAstartA, 0startA, 0startA, 0limitedAlimitedBstartB, 0startB, 0startB, 0limitedB步骤403、进行场景0的水库A和水库B防洪调度首先，根据水库A的防洪调度规则F(*)，以{Q}和H为输入，可得到场景0的出库流量时间序列{Q}和库水位时间序列计为{H}；其次，根据上下游梯级水库之间的水力联系，可得到{Q}={Q}+{Q}；然后，根据水库B的防洪调度规则F(*)，以{Q}和H为输入，可得到场景0的出库流量时间序列{Q}和库水位时间序列计为{H}；AinAstartA, 0outA, 0A, 0inB, 0outA, 0intervalABBinB, 0startB, 0outB, 0B, 0步骤404、设定场景1的水库A起调水位下降值ΔH，计场景1的水库A防洪调度起调水位H，即H=H-ΔH；startA, downstartA, 1startA, 1startAstartA, down步骤405、进行水库A的防洪调度；根据水库A的防洪调度规则F(*)，以{Q}和H为输入，可得到场景1的出库流量时间序列{Q}和库水位时间序列计为{H}；AinAstartA, 1outA, 1A, 1步骤406、更新水库B的入库流量；根据上下游梯级水库之间的水力联系，{Q}={Q}+{Q}；inB, 1outA, 1intervalAB步骤407、假定水库B起调水位的上浮值ΔH，计对应的水库B防洪调度起调水位H，即H=H+ΔH；startB, up, trialstartB, 1startB, 1startBstartB, up, trial步骤408、进行水库B的防洪调度；根据水库B的防洪调度规则F(*)，以{Q}和H为输入，可得到场景1的出库流量时间序列{Q}和库水位时间序列计为{H}；BinB, 1startB, 1outB, 1B, 1步骤409、计算边界条件的偏差；计上浮前后水库B出库流量峰值偏差为ΔQ，即ΔQ=|max{Q}-max{Q}|；计上浮前后水库B库水位最高值偏差为ΔH，即ΔH=|max{H}-max{H}|；out, maxBout, maxBoutB, 0outB, 1maxBmaxBB, 0B, 1步骤410、设定边界条件偏差的阈值；计允许的上浮前后水库B出库流量峰值偏差阈值为ΔQ；允许的上浮前后水库B库水位峰值偏差阈值为ΔH；ΔQ和ΔH的具体取值由专业人员根据经验设定；out, maxB, thresholdmaxB, thresholdout, maxB, thresholdmaxB, threshold步骤411、修正ΔH；如果ΔQ<ΔQ且ΔH<ΔH，则入步骤S412；否则，继续进行如下判断：(1)如果max{Q}>max{Q}或者max{H}<max{H}，则ΔH修正为原来的1.5倍，即ΔH=1.5*ΔH，然后进入步骤407；(2)如果max{Q}<max{Q}或者max{H}>max{H}，则ΔH修正为原来的0.5倍，即ΔH=0.5*ΔH，然后进入步骤407；startB, up, trialout, maxBout, maxB, thresholdmaxBmaxB, thresholdoutB, 0outB, 1B, 0B, 1startB, up, trialstartB, up, trialstartB, up, trialoutB, 0outB, 1B, 0B, 1startB, up, trialstartB, up, trialstartB, up, trial步骤412、此时的水库B起调水位的上浮值ΔH相应的减小的库容ΔV，与水库容ΔV，与水库A起调水位下降值ΔH相应增加的库容ΔV的比值α，即为水库A库容与水库B库容的等效系数；基于等效防洪作用的梯级水库防洪库容联合预留方法即：(V+V)≤(V+ΔV)+(V-ΔV)，其中ΔV =α*ΔV；startB, up, trialBBstartA, downA0A0B0AA0BBBA步骤413、设置一组水库A不同下降幅度的起调水位{H, H…, H}，重复步骤404至步骤412，计算相应一组等效系数{α, α, …, α}；startA, 1startA, 2, startA, n12n步骤414、梯级水库防洪库容联合预留方法启动条件判别根据水文气象预报水平L，判断有效预见期T内的水雨情形势，结合暴雨预报判别指标I，当未来水雨情形势在设定的I范围内时，即可启动梯级水库防洪库容联合预留方案。RFRR 数据由马 克 团 队整理