[发明专利]一种用于中小型水库的抗暴雨能力建模可视化方法及系统

说明书

本发明涉及水库防汛技术领域，具体领域为一种用于中小型水库的抗暴雨能力建模可视化方法及系统。针对中小型水库资料匮乏、流域面积小、汇流时间短等特点，不易采用大型水库适用的洪水预报调度措施，基于水量平衡原理和概化三角形原理，将汛限水位以下可蓄水量与设计洪水总量之和，再减去溢洪道已经放出去的溢洪总量，对应的降水量作为水库能够抵御的最大净雨量，这部分净雨量与水库集水区剩余土壤含水量之和，即为水库抗暴雨能力，并可视化展示抗雨能力查算表、查算图，将最大降雨量超过设定值时通过人机界面进行实时预警显示。本发明成果应用简单、可操作性强、建模结果可靠，便于不同水平水库管理人员应用。

技术领域

本发明涉及水库防汛技术领域，具体领域为一种用于中小型水库的抗暴雨能力建模可视化方法及系统。

背景技术

我国大部分中小型水库地处山丘地区，历史观测资料缺乏，具有流域面积小、汇流时间短、暴雨强度大、突发性强、水位上涨速度快等特点，不易采用大型水库适用的洪水预报调度措施。所以对于小型水库而言，如果能在降雨开始前就计算出当前库水位以下剩余的防洪库容能够容纳的降雨量，再对比气象部门发布的降雨预报，就可以尽早发布预警，从而最大限度的减少各类损失。截至目前，针对无资料地区中小型水库预报预警较为有效的方法就是水库抗暴雨能力方法。通过对国内外关于抗暴雨能力计算方法应用现状和文献著作的调查，国外由于大型水库较多，针对中小型水库的防洪预警预测还未开展有关抗暴雨能力的研究与应用；国内有关中小型水库抗暴雨能力的研究与应用主要集中在水利部、辽宁、河北省、陕西省等地区，研究成果较少。目前主要方法包括基于设计洪量的抗暴雨能力方法和基于预报模型的抗暴雨能力方法等，其中基于设计洪量的抗暴雨能力方法只适用于起始水位在汛限水位以下的情况，当起始水位超过汛限水位时，计算结果误差较大；基于预报模型的抗暴雨能力方法需要大量水文资料，且需要构建预报模型和调度模型。虽然计算精度较好，但计算过程繁琐耗时，不适合量大面广的无资料地区小型水库应用。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的在于提供一种用于中小型水库的抗暴雨能力建模可视化方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于中小型水库的抗暴雨能力建模可视化方法，其特征在于，基于水量平衡原理和概化三角形原理，构建小型水库基于设计洪水总量的抗暴雨能力：将汛限水位以下可蓄水量与设计洪水总量之和，再减去溢洪道已经放出去的溢洪总量，对应的降水量作为水库能够抵御的最大净雨量，将这部分净雨量与水库集水区剩余土壤含水量之和作为水库抗暴雨能力；所述该方法包括以下步骤：

实时测量水库的起始水位；

根据中小水库参数建立水库抗暴雨能力模型映射关系；

根据模型映射关系建立抗雨能力查算表，并可视化展示；

根据抗雨能力查算表建立抗雨能力查算图，并可视化展示；

输入实际起始水位，按照抗雨能力查算表、抗雨能力查算图，查询水库集水区不同土壤饱和状态下的抗暴雨能力；

将允许最大降雨量与多个设定值比较，得到流域预警；将流域预警通过人机界面进行实时显示。

所述根据中小水库参数建立水库抗暴雨能力模型映射关系，包括：

分别计算中小水库参数：防御洪水总量W_总、防御洪水总量折算后的净雨R_净、起始水位对应溢洪道泄洪总量W_溢、设计水位对应最大泄洪总量W_max、抗暴雨能力P_抗：

1)一次防御洪水总量W_总等于汛限水位对应库容V_汛减去起始水位对应库容V_起，加上设计洪水总量W_设，再减去起始水位对应溢洪道泄洪总量W_溢；