[发明专利]一种跨水库流域河道径流演算方法和系统

说明书

本发明公开了一种跨水库流域河道径流演算方法和系统，属于水力学与河流动力学领域，所述方法包括：以控制性水库为分界点，对跨水库流域河道进行划分，确定相邻两个控制性水库之间为一个河段；基于划分的河段以及所述河段区间的断面地形资料，确定模型边界并建立控制体，从而建立河段模型；以水库的调度规则连接所述水库上下游的河段模型，结合水量平衡原理，通过迭代计算得到所述跨水库流域河道的径流量。本发明方法考虑了多种因素对河道径流传播的影响，利用调度规则连接河段模型的方式，进行跨水库流域河道径流演算，解决了传统水力学无法跨水库进行径流计算的难题，同时完善了基于一维水动力学模型的河道径流演算方法。

技术领域

本发明属于水力学与河流动力学领域，更具体地，涉及一种跨水库流域河道径流演算方法和系统。

背景技术

河道径流量在防洪、供水、发电等水库调度运行管理的各个方面起着重要作用，常用于制定水库调度策略、评估水资源系统的风险、确定各种水力参数等，因此，高精度获取河道径流量具有重大意义。

目前，普遍采用传统的水力学方法(如一维水动力学建模方法)计算河道径流量，但仅适用于河网简单，长度较短的河段。然而实际应用中，由于水工建筑物的隔断，天然河道径流被破坏，洪水传播受人为影响严重，传统的水力学方法仅能在固定条件下模拟河道间水流传播，区间入流考虑不足，无法跨越水库进行河道径流演算，难以适用于跨水库长河段流域，并且求解精度较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种跨水库流域河道径流演算方法和系统，旨在解决现有一维水动力学模型无法应用于跨水库流域河道径流模拟的难题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种跨水库流域河道径流演算方法，包括以下步骤：

S1：以控制性水库为分界点，对跨水库流域河道进行划分，确定相邻两个控制性水库之间为一个河段；

S2：基于划分的河段以及所述河段区间的断面地形资料，确定模型边界并建立控制体，从而建立河段模型；

S3：以水库的调度规则连接所述水库上下游的河段模型，结合水量平衡原理，通过迭代计算得到所述跨水库流域河道的径流量。

进一步地，步骤S2所述的方法包括以下步骤：

S21：基于划分的河段，以上游水库出库流量及可选支流入汇流量作为上边界，以下游水库坝前水位作为下边界，以所述河段内区间流量为内部边界，确定模型边界；

S22：以所述河段内断面作为控制体的中心，以相邻断面的中点处作为所述控制体的界面；

S23：基于所述模型边界和所述控制体，将所述河段内干流部分的所有断面串联，将所述可选支流断面加入到相应位置，从而得到河段模型；

其中，所述可选支流为年平均流量与对应的干流年平均流量比值大于预设值的支流。

进一步地，所述方法还包括：将区间入流以源项的方式加入到所述河段模型中；

其中，所述区间入流为所述河段区间内所有支流中除去所述可选支流的其他支流以及区间坡面汇流；

所述区间入流由以下公式计算：

其中，上标t表示时间，上标j表示错时相减时长，下标i表示水文站编号，下标z表示可选支流编号，表示t时刻第i个水文站到第i+1个水文站的区间入流，表示t时刻第i+1个水文站实测的干流径流量，表示t-j时刻第i个水文站实测的干流径流量，表示t-j时刻流至第i个水文站实测的z个可选支流的径流量之和。

进一步地，步骤S3所述的方法包括以下步骤：

S31：设定所述跨水库流域河道内各控制性水库的初始坝前水位，以及龙头水库出库流量过程；