[发明专利]一种引水渠道水温迭代预测方法

权利要求书

1.一种引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取水体从初始断面运动至目标断面后的热量差；

根据所述热量差得到所述水体的热量散失表达式，所述热量散失表达式中包括水面温度、断面温度、平均气温；

根据所述热量散失表达式构建迭代法水温预测模型：

其中，为第n+i日水体断面的预测水温；为第n日水体断面的实测水温；为天气预报第n+i日的最低气温；为天气预报第n+i日的气温极差；i为自然数。

2.根据权利要求1所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，包括，根据断面温度获取所述水体从初始断面运动至目标断面后的热量差：

其中，c为水体的比热容，J/(kg·℃)；ρ为水体密度，kg/m³；v为水体流速，m/s；b为过流断面的水面宽度，m；h为过流断面的水深，m；为第n日水体在初始运动断面的温度，℃；为第n+i日水体运动到达目标断面的温度，℃。

3.根据权利要求2所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在，仅考虑水体与大气的热量交换，在获取热量差之前，获取水体表面的接触热交换数值Q_α、蒸发热交换数值Q_β和辐射散热数值Q_γ：

Q_β＝1.157×10^-8βγ_wρ(P_s″-P_α)A；

α为接触传热系数，W/m²；为水面平均温度，℃；为平均气温，℃；A为水体与空气的接触/蒸发面积，m²；β为蒸发系数，mm/(d×hPa)；γ_w为水的汽化潜热，J/kg；ρ为水的密度，kg/m³；P_s″为水面水体温度相应的蒸汽压力，hPa；P_α为水面上1.5m处的空气蒸汽压力，hPa；A为水体的蒸发面积，m²；ε为水面辐射系数，0.97；σ为Stafan-Boltzman玻尔兹曼常数，5.67×10^-8W/(m²·℃⁴)。

4.根据权利要求3所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，包括，根据所述热量差得到所述水体的热量散失表达式：

根据波温比得到：

则得到热量散失表达式：

其中，f(δ)为包含Q_γ中部分热量的热量变化。

5.根据权利要求1所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，构建以最低气温和气温极差为参数因子的平均气温表达式：为水温预测期间的平均气温，为预测日的最低气温，为预测日的气温极差。

6.根据权利要求1所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，还包括，构建以水体初始断面温度和目标断面温度为参数因子的水面温度表达式：为水体运动期间水面的平均温度，为第n日水体的断面温度，为第n+i日水体的断面温度。

7.根据权利要求4、5和6所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，根据运动至目标断面的所述热量差、所述热量散失表达式、所述平均气温表达式和所述水面温度表达式构建所述水体热量平衡表达式：

式中包含第n日水体断面温度、第n+i日水体断面温度、第n+i日最低气温和第n+i日气温极差4个参数因子。

8.根据权利要求7所述的引水渠道水温迭代预测方法，其特征在于，利用回归分析方法结合所述水体热量平衡表达式构建以第n日的实测断面水温、天气预报第n+i日的最低气温和气温极差为参数因子的水温预测迭代方程：