[发明专利]一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法

权利要求书

1.一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，利用天然期场次洪水信息率定TOPMODEL模型参数；所述的天然期为未建水利工程或水利工程很少的时期；

第二步，将流域内众多水利工程聚合成一个聚合水库，计算聚合水库的库容V，确定聚合水库的初始蓄满率δ₀：

δ₀＝Bχ₀^τ+(1-B)ρ₀(1)

其中，P₇为洪水发生前7天总降雨量，χ₀为洪水过程中某一时刻土壤饱和程度，参数B、P_max、P_min、τ都通过优化得到，0<δ₀<1；

第三步，根据水利工程的拦蓄、放流规律制定聚合水库的蓄放水模拟图，确定水利工程影响量；所述的聚合水库的蓄放水模拟图能够表示一场洪水的水库蓄满率的变化过程、时段净雨放流率随水库蓄满率的变化过程和时段净雨拦蓄率随水库蓄满率的变化过程；

所述的时段净雨放流率随水库蓄满率的变化过程对应的曲线为k₁＝[(A-δ)/A]^m；所述的时段净雨拦蓄率随水库蓄满率的变化过程对应的曲线为k₂＝[(δ-A)/(1-A)]ⁿ；水利工程影响量为：

(1)当δ_t<A时，时段拦蓄量△R_1,t＝k_1,t R_t；

(2)当δ_t>A时，时段放流量△R_2,t＝k_2,t R_t；

其中，参数A、m、n通过优化得到；k_1,t和k_2,t由聚合水库蓄放模拟图得到，k_1,t为放水率，k_2,t为拦蓄率；R_t为时段产流量；△R_1,t、△R_2,t为时段水利工程影响量；

第四步，将第一步率定的TOPMODEL模型参数作为模拟无水利工程影响或水利工程影响较小情况下的流域产流情况的基础参数；根据实测场次洪水信息，结合考虑水利工程影响的洪水计算过程，率定出洪水发生前聚合水库蓄水量参数B、P_max、P_min、τ和聚合水库的蓄放水模拟图参数A、m、n，进行洪水预报；

所述的考虑水利工程影响的洪水计算为：

4.1)由第一步率定的TOPMODEL模型参数得到天然预报结果R_t；

4.2)根据第二步得到的聚合水库的初始蓄满率δ₀和库容V，计算聚合水库的初始库容v₀＝δ₀V；

4.3)计算各时段水利工程影响拦蓄量△R_1,t或放流量△R_2,t；

初始化时段t＝1，根据δ₀和第三步的聚合水库蓄放模拟图得到时段水利工程影响拦蓄量△R_1,1或放流量△R_2,1，并计算聚合水库的该时段末库容v₁及水库的该时段蓄满率δ₁＝v₁/V，其中v₁＝v₀+△R_1,1或v₁＝v₀-△R_2,1；

令时段t＝t+1，根据δ_t-1和第三步的聚合水库蓄放模拟图得到时段径流放水率k_1,t或拦蓄率k_2,t，从而得到时段水利工程影响拦蓄量△R_1,t或放流量△R_2,t，并计算聚合水库的时段末库容v_t及水库的时段蓄满率δ_t＝v_t/V，其中v_t＝v_t-1+△R_1,t或v_t＝v_t-1-△R_2,t；

4.4)根据步骤4.3)所得的水利工程影响拦蓄量△R_1,t或放流量△R_2,t校正R_t，得到水利工程影响下的时段产流量R’_t；

4.5)根据步骤4.4)得到的时段产流量R’_t，得到水利工程影响下的场次洪水模拟结果Q’_t。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法，其特征在于，所述的第二步计算聚合水库库容V步骤为：计算流域中大、中小型水库及塘坝水利工程各自聚合时的库容；将流域中大、中小水库及塘坝聚合成一个聚合水库，以大、中小型水库及塘坝各自聚合时的库容之和作为该聚合水库的聚合库容；大、中小型水库及塘坝水利工程各自聚合时的库容，分别为：

(1)大型水库：大型水库的兴利库容为聚合时的库容；

(2)中小型水库：分析水库现有运行资料得出实际运行中库容占总库容的比例，并以该比例与中小型水库总库容的乘积作为聚合时的库容；

(3)塘坝：塘坝的总库容作为聚合时的库容。